東北大学 研究シーズ集

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「か」行の研究テーマ  (82件)

外場印加により固液界面のエネルギー状態を制御した新しい結晶成長

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我々は、結晶成長過程における界面現象と育成された結晶の特性の関係を明らかにするといった立場から、主として融液からのバルク結晶の成長に取り組んでいます。特に、界面に電場を印加することにより結晶と融液の間に電気二重層という極薄領域を形成しナノメータスケールで結晶育成を制御しています。電場印加による具体的な結晶作製研究例として、
1. 融液と結晶のエネルギー関係を制御し、従来育成が不可能とされていた高温圧電センサー用ランガサイト型結晶の開発。
2. 結晶化が困難なタンパク質の核形成を電場印加により容易に実現。
3. シリコン結晶成長において界面の不安定性を制御し、理想的な構造を持つシリコン結晶の開発。
このように21世紀高度情報化社会に必要な、光学、圧電、磁性等の分野で有用な新結晶や、あるいは、従来育成が困難とされていた結晶の創製の分野で有意義な共同研究ができるものと考えます。

金属材料研究所
宇田 聡 教授 Ph.D.
UDA, Satoshi Professor

核酸医薬への展開を目指した架橋反応性人工核酸の開発

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核酸医薬は標的に対して相補的な塩基配列を持つ人工的に化学合成された核酸分子である。核酸医薬による遺伝子発現制御方法は、アンチセンス法、siRNA法、デコイ法などが知られており、21世紀の新しい創薬として注目を集めている。最近、蛋白を発現しないnon coding RNAが遺伝子発現制御に重要な働きをもつことがわかってきており、核酸医薬の新たな標的として注目されている。我々は次世代の核酸医薬の開発を目指し、遺伝子に対して高い効率で反応する新規架橋反応性人工核酸を開発した。
遺伝子に対する選択的な化学反応は、核酸医薬を用いた遺伝子発現制御方法を効率化するのみならず、従来にはない、遺伝子改変技術として展開できる可能性を有することから、その有用性は非常に高いと考えられる。さらに本技術では共有結合した2本鎖DNAを容易に調整できることから、有用なDNA材料の創製も可能であり、この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

多元物質科学研究所
永次 史 教授 薬学博士
NAGATSUGI, Fumi Professor

各種環境に対応した大深度地殻応力計測技術

CO2の地中貯留,深海底面下にあるメタンハイドレート層からのメタンガス生産、地熱エネルギー抽出などのフロンティア地殻工学、さらには、原子力発電所の耐震設計等への応用を目的として、対象地層に作用する地殻応力を孔井を使って定量的に評価するための方法を開発している。これによれば、地表面ないし海表面からキロメートル級の深度、高温環境さらには固結のみならず未固結岩体への適用が可能である。特にBABHYと名付けた方式については、800 mという実用深度での適用実験に成功した。また、この業績に対して、国内岩の力学連合会論文賞、米国岩石力学協会論文賞などを受賞した。これらの技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

流体科学研究所・複雑系流動研究部門・大規模環境流動研究分野
伊藤 高敏 教授 工学博士
ITO, Takatoshi Professor

革新的鋳造技術の開発

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特徴・独自性
鋳造法は、溶融金属を型の中に充填し凝固させることで複雑形状を有する製品を製造する技術である。本研究室では「革新的鋳造技術」をキーワードに、引け巣や偏析といった鋳造欠陥に対する鋳造CAEを用いた予測技術や半凝固ダイカストによる精密部品の軽合金への置換に関する基礎研究等を行っている。産業界のニーズを取り込んだ研究手法に独自性があり、ソフトとハードの両面から鋳造技術の高度化に貢献することを目指している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
1.鋳造CAEシステム(Fig.1)
2.迅速簡便半凝固スラリー製造方法(Fig.2)
3.マクロ偏析予測技術(Fig.3)
4.粒子法による次世代鋳造CAE技術

これらの技術に関する共同研究を希望する。

工学研究科 金属フロンティア工学専攻
安斎 浩一 教授 工学博士
ANZAI, Koichi Professor

化合物半導体を用いた放射線検出器の開発

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特徴・独自性
材料純化、結晶成長、結晶加工、電極形成、検出器製作を一貫して行い、化合物半導体を用いた放射線検出器の開発を行っている。特に化合物半導体の一つである臭化タリウム(TlBr)に着目し研究を行っている。TlBr検出器は非常に高い検出効率を持ち、PETやSPECT等の核医学診断装置やガンマ線CT、産業用X線CT、コンプトンカメラ等への応用が可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
化合物半導体成長技術はシンチレーション結晶育成、X線フラットパネルセンサー用直接変換膜製作へ応用が可能である。これらの結晶成長・検出器製作技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

工学研究科 量子エネルギー工学専攻
人見 啓太朗 准教授 博士(工学)
HITOMI, Keitaro Associate Professor

過酷環境下で機能する化学イメージング・デバイスの開発

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特徴・独自性
強酸性の環境下で、水素イオンと塩化物イオンの濃度分布を、画像としてリアルタイム計測できるイメージング素子を開発した。pHの範囲は3.0から0.5まで、塩化物イオン濃度は4Mまで計測できる。従来、塩化物イオンに関しては、pH 6~8の中性域で、0.01M以下の希薄溶液の濃度を計測できるだけであった。しかし、特殊なセンサー物質の探索や感応膜の作製方法を工夫することで、過酷環境下でも機能するデバイスの開発に成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
強酸性下で進行する金属の腐食現象など、各種化学反応の機構解明への応用が期待される。マイクロ流体チップへ組み込むことで、金属表面の触媒作用の解明などにも応用できるものと思われる。

工学研究科 知能デバイス材料学専攻
武藤 泉 教授 博士(工学)
MUTO, Izumi Professor

画像誘導下局所脳内薬剤輸送システムの開発

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特徴・独自性
対流強化輸送法は脳内に留置した細径のカテーテル先端から血液脳関門を回避して任意の部位に薬剤を拡散させる局所投薬技術である。本研究組織は、MRIモニタリング下に薬剤投与を行う技術を世界に先駆けて開発し、世界で初めて臨床例において脳幹病変への局所投与に成功した。悪性脳腫瘍で臨床試験を行っており、将来的には中枢神経系で責任病巣が明らかな疾患全般に対して、新たなソリューションを提供することが期待される。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
中枢神経系で責任病巣が明らかな疾患全般が対象。薬剤デリバリーのための構成要素(微量ポンプ、ニードル、細径チューブ)、中枢神経系治療薬となり得る薬剤開発、薬剤動態・分布の理論解析に関する技術を持つ企業。

医学系研究科
冨永 悌二 教授 医学博士
TOMINAGA, Teiji Professor

加速器技術の開発と応用

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 加速器研究部では、物理、工学から薬学、医学と非常に広い分野で利用されているイオン加速器、サイクロトロンの開発、改良を研究しています。加速器の基礎技術として、1)イオン源開発(特に重イオン源開発)、2)ビーム光学の設計、3)加速器設計の基礎となる3次元電磁場計算、4)多種の電源と計算機制御技術の開発、5)大電力高周波共振器の開発、6)真空装置の改良、7)イオンビーム測定、モニターシステムの設計、など多岐にわたる開発を行っています。
 物理、工学、薬学、医学で利用されている加速器、イオンビーム応用に関しては、すべての領域での技術開発に対応できる経験と実績を持っています。
 本加速器技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望すると同時に、本研究に関して興味ある企業への学術、技術指導を行う用意があります。

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター 加速器研究部
篠塚 勉 准教授 工学博士
SHINOZUKA, Tsutomu Associate Professor

「形」と「振る舞い」の美しさ

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特徴・独自性
感情の観点から、「形」と「振る舞い」の美しさについて研究しています。形のほうは、主に化粧の心理・文化的研究です。たとえば、スキンケアのリラクセーション効果の生理心理学的研究、アイシャドーで目を大きく見せるテクニックの知覚心理学的研究、フレグランスのアロマコロジー効果の研究などです。「振る舞い」のほうは、冷静に秩序を保った東日本大震災の被災者の心理、災害時に立ち上がる創発規範などを研究しています。
化粧と災害・・・全く異なるようでいて、美しさという観点から見えてくるものがありそうです。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
化粧品メーカーや、ゴミの不法投棄問題を扱う公的機関等との共同研究実績があります。心理・文化的価値を商品に込める、あるいは社会生活に潤いと美しさをもたらすような共同研究を歓迎します。

文学研究科 心理学講座
阿部 恒之 教授 博士(文学)
ABE, Tsuneyuki Professor

家畜対応型の腸管免疫調節機能性の評価系構築

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特徴・独自性
食の安全性から健全生活の向上に貢献する上で、薬剤に頼らない家畜生産技術の開発が望まれる。我々は、世界に先駆けて樹立したブタおよびウシ腸管上皮(PIE,BIE)細胞により、家畜対応型の腸管免疫調節機能性の評価系を構築した。本評価系は、家畜に最適な腸管免疫を介する生菌剤や有用成分の選抜・評価を可能とし、動物実験を軽減させながら効率よく薬剤代替のための選抜・評価が行える他、詳細な機構解明にも有用である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
畜産業界における飼料や動物医薬の開発において、家畜に対応した生菌剤等のスクリーニングおよび有効性の評価や既存製品の再評価、機構解明等の推進が可能となり、新たな製品開発に向けた有意義な共同研究ができる。

農学研究科
北澤 春樹 准教授 農学博士
KITAZAWA, Haruki Associate Professor

学校現場における教員および児童生徒によるICT活用に関する実証研究

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特徴・独自性
我が国の初等・中等教育の学校現場におけるICT活用について研究している。学校現場、とりわけ公立学校の義務教育におけるテクノロジー導入を考える際には、児童生徒の学力向上というミッションからのブレがないことや、多忙な教員にとって現実的かつ持続可能であること、低廉なコスト、さらには公教育における平等性のバランスなどの「宿命」が存在する。これらを勘案した上でのICT活用について、より実証的な研究を目指していることが特徴である。
これまで、(1)教員に広く用いられやすいICTは実物投影機であり、その活用については各教員による授業の個性と関係していることの解明、(2)デジタル教科書等を比較的シンプルな工数で開発する技術、(3)小学生向けのキーボード入力学習eラーニングの開発などに取り組んできた。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
我が国の初等・中等教育の学校現場を対象とした教員向け授業支援ツールや児童生徒向けデジタル教材等の開発に関するコンサルティング等が考えられる。

情報科学研究科 人間社会情報科学専攻
堀田 龍也 教授 
HORITA, Tatsuya Professor

環境にやさしい都市構造と環境配慮行動の促進に関する研究

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特徴・独自性
低環境負荷社会への移行には、技術革新以上に私たちの意識改革が必要です。そのためには、リサイクル等も含め、QOL(Quality of Life)を低下させない範囲で資源消費の最小化を図ることが重要になります。本研究では、主に環境負荷の小さなライフスタイルやコンパクトシティを実現させる方策について、心理学をベースに検討しています。つまり、心理学を使い、人の行動をより環境にやさしいものに変える方策を検討しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
広い意味でのまちづくりにおいて、人の心理や行動を計測し、それを変える方法を提案するものです。そのため、マーケッティング分野や都市計画分野との連携が可能です。

国際文化研究科
青木 俊明 准教授 博士(情報科学)
AOKI, Toshiaki Associate Professor

がん血管内放射線治療用セラミック微小球

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特徴・独自性
深部がんの血管内放射線治療に適した、イットリウム89(89Y)やリン31(31P)を含む、直径25μm程度のセラミック微小球を開発しています。同微小球は、中性子線照射によりβ線放射体となるので、これを、カテーテルを介してがんのごく近傍の毛細血管内に導入すれば、毛細血管を塞いでがんへの栄養補給を絶つ(塞栓治療)と同時に、そこからがんを直接放射線照射して治療することが可能となります。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
我々の提案する微小球は、手術不可能な部位に生じた深部がん、特に肝臓がんの低侵襲治療に有用です。医薬品・医療機器メーカーと連携して、同微小球の臨床応用へ向けた研究を進めたいと考えています。

医工学研究科
川下 将一 准教授 博士(工学)
KAWASHITA, Masakazu Associate Professor

癌細胞選択的核酸医薬の創製

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特徴・独自性
抗体医薬に次ぐ分子標的医薬として注目されている核酸医薬であるが、効果的な薬効発現と表裏一体的課題であるオフターゲット効果と呼ばれる副作用の低減がその実用化に向けた重要な解決すべき問題点として指摘されている。我々は従来の方法論とは全く異なる、標的がん細胞内でのみ薬効を発現し、正常細胞内では副作用を発現しない“がん細胞選択的核酸医薬”という新しい研究戦略を提案し、その実現に向け研究を推進している。具体的には増幅期のがん細胞に特徴的な低血流に基づく細胞内低酸素状態、ハイポキシアに注目し、ハイポキシアにより誘起される細胞内pH低下をトリガーとした選択的薬効発現を実現する人工核酸創製に取り組み、核酸塩基の配向変化に基づく標的RNA認識のOn-Offスイッチングを実現した。現在東京医科歯科大学横田隆徳グループとの共同研究により、動物レベルの実証実験に取り組み、良好な初期的データを得ている。標的細胞選択的薬効発現という研究戦略は世界的にも類がなく、高い独自性を有しており、世界的に高く評価されている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
上記、がん細胞選択的核酸医薬創製の研究戦略は、幅広いハイポキシア状態疾患への適用が可能で、現在脳梗塞・心筋梗塞への展開も検討しており、次世代分子標的薬剤としての高い可能性を有していると評価されており、産学連携により早期実証実験に繋げていきたい。

多元物質科学研究所
和田 健彦 教授 工学博士
WADA, Takehiko Professor

がん薬物療法開発/分子診断・分子治療技術の開発

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特徴・独自性
分子診断に関しては、網羅的遺伝子発現解析や全エクソンシークエンスによる乳癌や大腸癌の治療選択に重要な予後予測法の開発、治療薬選択、発癌リスクに関わる独自の分子マーカーの探索研究を行い、臨床研究による検証研究に取り組んでいる。

抗がん薬の開発に関しては、新規HDAC/PI3 kinase2重阻害剤の基礎開発(シーズ探索から非臨床試験)に取り組んでいる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
がん薬物療法に必要な新規バイオマーカーとしての診断薬や新規のがん分子標的治療薬としての用途が想定される。

加齢医学研究所 臨床腫瘍学分野
石岡 千加史 教授 医学博士
ISHIOKA, Chikashi Professor

企業経営と社会的責任(CSR)

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特徴・独自性
主な研究領域は、企業倫理、非営利組織(NPO)論で、企業と社会の近接領域について多様な角度からアプローチしています。現在手掛けているテーマとしては、企業がどのように倫理課題を認識している(し損なっている)のかという認識フレームワークの形成に関する研究、PL(製造物責任)訴訟や労働訴訟を題材に、企業を取り巻くステークホルダー(消費者や従業員等)がどのような権利行使によって企業と対話関係を生み出しているか、というマネジメント・プロセスの把握に関する研究があります。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
実践面ではこれまで、国内メーカーでのPLケース開発と研修プログラムの実施、電力会社等発行のCSRレポート第三者意見にも携わってきたことがあり、今後もこうした形で知見提供が可能です。

経済学研究科
高浦 康有 准教授 商学修士
TAKAURA, Yasunari Associate Professor

企業内教育を変える

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特徴・独自性
プレゼンテーションや医療面接などにおける、コミュニケーション力を効果的に育成するための研究と開発をしています。具体的には、教育プログラムと、それを最大限に活かすためのシステムPF-NOTEの研究開発です。PF-NOTEは記録中の映像に、リアルタイムにフィードバックを付加するシステムであり、コミュニケーション力育成を支援します。さらにベテランと新人の観察力や判断力の違いの可視化、映像付きの対話的なeラーニングコンテンツ作成も可能です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
社員の技術伝承やコミュニケーション能力育成に関して特に興味のある企業、観察力育成、就職面接トレーニングに注目している業界に、PF-NOTEを効果的に活かす教育方法を提案します。

教育情報学研究部
中島 平 准教授 博士(情報科学)
NAKAJIMA, Taira Associate Professor

new機能性結晶材料と結晶成長技術の開発

1) 融液からの結晶成長技術を利用した新規の機能性結晶材料を開発することを特徴とした研究を行っている。具体的には、シンチレータ材料・光学材料・圧電材料・熱電材料・金属材料を対象物質として研究を行っている。さらに、独自の結晶成長技術を用いた新規機能性材料のバルク単結晶化や難加工性金属合金の線材化技術などを開発している。
2) シンチレータや圧電素子等の単結晶が利用されている検出器や光デバイス、電子機器向けの新規材料探索や材料の高品質化に貢献できる。さらに、融液の直接線材化技術を用いた様々な難加工性合金の細線化が可能である。

未来科学技術共同研究センター
横田 有為 准教授
YOKOTA, Yuui Associate Professor

機能性高分子ハイブリッドナノ材料

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特徴・独自性
Langmuir-Blodgett法や浸漬法などボトムアップ的手法を基盤技術として利用し、様々なナノ材料の分子構造が示す表面・界面での相互作用を考慮することで、合目的的にナノ構造制御された光電子機能性高分子ハイブリッドナノ材料の開発を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
0.4 nmで膜厚制御可能なSiO2超薄膜、発光型溶存酸素センサー、強誘電性高分子エレクトロニクスデバイスなど。

多元物質科学研究所
三ツ石 方也 教授
MITSUISHI, Masaya Professor