東北大学　研究シーズ集

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ほ

〈ホヤ〉

海洋・畜産バイオマスからエネルギー変換用炭素触媒を実現

概要

ホヤ殻由来セルロースと乾燥血粉を混合して焼成することで、酸素還元、酸素発生、水素発生用電気化学触媒能を持つカーボンアロイ触媒を合成。水電解や燃料電池、金属空気電池の電極触媒として応用可能。

従来技術との比較

白金代替触媒として開発されてきたカーボンアロイ触媒は従来合成有機化合物を焼成して得られる。本発明によれば高い触媒活性を持つカーボンアロイ触媒をバイオマスから合成できる。

特徴・独自性
  • ホヤ殻に含まれるセルロースナノファイバー（CNF）の炭化による炭素と血液中に含まれる鉄・窒素・リンなどが複合化された「ナノ血炭」を初めて合成。
  • 炭素の導電性とヘテロ元素の触媒活性により、レアメタルを用いた電極触媒に迫る酸素還元反応・酸素発生反応触媒活性を持つ両性電極触媒を実現。
  • 三陸地域の課題となっていた産業廃棄物の活用と、エネルギー循環社会に資する次世代エネルギーデバイス用高性能触媒材料の合成によりSDGsに貢献。
実用化イメージ

水電解や燃料電池などの水素システム、金属空気電池などのエネルギー貯蔵デバイス用のレアメタル代替電極触媒として活用できる。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所 デバイス・システムグループ

藪 浩  

Hiroshi Yabu

〈ポリエチレンテレフタレート〉

難処理性高分子廃棄物の化学リサイクル

 
 
 
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特徴・独自性
  • PET、PVC、HIPS 等の廃プラスチックを、付加価値の高い化学物質への転換を目的に、乾式及び湿式プロセスで種々の高分子廃棄物リサイクルの研究をしている。例えば、PETの脱カルボキシル化にて、高収率でベンゼンを得ることに成功。また、難熱性プラスチックやPVC の脱ハロゲン化プロセスを開発し、炭化水素として燃料利用等を検討している。さらに、抗菌性やイオン交換特性を付与することを目的に、PVC の塩素の一部を官能基で化学修飾する研究をしている。また、HIPSの熱分解による脱ハロゲン化で、高収率でスチレンを得ることができる。これらの技術を用いて、金属・プラスチック複合物から金属とプラスチックを効果的にリサイクルする化学プロセスを構築している。
実用化イメージ

廃棄物のリサイクルプロセスの開発に付随して起こる諸問題を解決するための方法を提供することができる。

研究者

大学院環境科学研究科 先端環境創成学専攻 自然共生システム学講座（資源再生プロセス学分野）

吉岡 敏明  

Toshiaki Yoshioka

〈ポリ塩化ビニル〉

難処理性高分子廃棄物の化学リサイクル

 
 
 
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特徴・独自性
  • PET、PVC、HIPS 等の廃プラスチックを、付加価値の高い化学物質への転換を目的に、乾式及び湿式プロセスで種々の高分子廃棄物リサイクルの研究をしている。例えば、PETの脱カルボキシル化にて、高収率でベンゼンを得ることに成功。また、難熱性プラスチックやPVC の脱ハロゲン化プロセスを開発し、炭化水素として燃料利用等を検討している。さらに、抗菌性やイオン交換特性を付与することを目的に、PVC の塩素の一部を官能基で化学修飾する研究をしている。また、HIPSの熱分解による脱ハロゲン化で、高収率でスチレンを得ることができる。これらの技術を用いて、金属・プラスチック複合物から金属とプラスチックを効果的にリサイクルする化学プロセスを構築している。
実用化イメージ

廃棄物のリサイクルプロセスの開発に付随して起こる諸問題を解決するための方法を提供することができる。

研究者

大学院環境科学研究科 先端環境創成学専攻 自然共生システム学講座（資源再生プロセス学分野）

吉岡 敏明  

Toshiaki Yoshioka

〈ポリテトラフルオロエチレン〉

非フッ素系PTFE粒子分散剤

概要

非フッ素系PTFE水分散剤
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-448.pdf

従来技術との比較

PTFE粒子を水などの溶剤に分散させるためにはフッ素系分散剤が必要であったが、PFAS規制により仕様が制限されつつある。本発明は非フッ素系PTFE粒子分散剤を提供する。

特徴・独自性
  • カテコール系接着官能基を用いてPTFEに接着する分散剤を合成
  • PTFE等の低表面エネルギー粒子を水などに良好に分散
  • PFAS規制などで使用できない分散剤の代替として有望
実用化イメージ

PTFE粒子などの低表面エネルギー粒子は撥水剤やバインダーなどとして広く使用されている。本用途におけるPFASフリー化に貢献する。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所 デバイス・システムグループ

藪 浩  

Hiroshi Yabu

〈ポリマー可塑化〉

超臨界流体の物性に立脚した抽出分離、洗浄、ポリマー加工

 
 
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特徴・独自性
  • 超臨界流体に関する基礎的な物性として、高温高圧下での密度、粘度の測定と推算、高温での水素結合特性についての研究を行っている。また、それらを利用した応用技術として、天然物の分離、クリーニング洗浄、ポリマー可塑化を利用した塗膜生成、重質油改質、バイオマスのカスケード利用、それに藻類バイオマス利用技術についての研究を実施している。
実用化イメージ

洗浄技術：精密機械部品、光学部品など。
天然物分離：食品、サプリメント、香料。
ポリマー可塑化：機能性樹脂、電子部品材料など。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 超臨界ナノ材料技術の社会実装

猪股 宏  

Hiroshi Inomata

〈ホルモン〉

乳がんにおけるホルモン作用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 乳がんの発育進展には女性ホルモンが重要な役割を担っており、その作用を制御することで乳がんの治療が可能です。我々は乳がん組織を病理学的に解析し、乳がんにおけるホルモン作用の本質に迫ります。そして得られた知見を細胞培養や動物モデル等様々な研究手法を用いて多角的に検証します。このように病理学的解析と分子生物学的解析を研究の両輪とすることで、オリジナリティーにあふれた研究成果を生み出しています。
実用化イメージ

乳がんの予後や治療効果に関する新規検査方法の開発や新規薬剤の治療効果の評価等が可能と思われます。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 病理病態学講座（病理診断学分野）

鈴木 貴  

Takashi Suzuki

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