行の研究テーマ(63

低コスト・高スループットナノ材料プロセッシング

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特徴・独自性
  • 従来の液相における材料合成では、溶媒に溶解する原料を大前提としているために、材料選択性が限られるだけでなく、洗浄・廃棄物など様々な問題があります。原料が溶媒に溶解しない物質であれば、原料選択性の広がりによりプロセッシングの枠が格段に広がります。例えば、金属原子と酸素原子で構成された安価な酸化物が原料に利用できれば、環境負荷とコストの低減できる可能性があります。従来にない新しいプロセッシングにより、新しい材料を作成してきました。
実用化イメージ

ナノ粒子関連材料の低コスト・高環境性・高スループット材料プロセッシングの開発で、これまでに多くの産学官連携(JST、 NEDO)を推進してきました。

研究者

大学院工学研究科 応用化学専攻 分子システム化学講座(極限材料創製化学分野)

林 大和  

Yamato Hayashi

低侵襲・低穿刺力・高精度で軟組織へ穿刺可能

概要

振動針穿刺装置
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-810.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科 ファインメカニクス専攻 バイオメカニクス講座(生体流体力学分野)

菊地 謙次  

Kenji Kikuchi

低消費電力と長期信頼性に優れる相変化メモリ材料の開発

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特徴・独自性
  • 相変化材料を用いた不揮発性相変化メモリ(PCRAM) が注目されている。現在、Ge-Sb-Te 系材料がPCRAMに使われているが、融点が高いためデータ書込み消費電力が高く、結晶化温度が低いため耐熱性に劣るという問題がある。我々は、融点が低く、かつ耐熱性に優れるGe-Cu-Te 系等の新規相変化材料の開発を行っており( 図1、2 )、材料の相変化機構や消費電力、データ書換え速度等の性能を検証している。
実用化イメージ

新規相変化材料は不揮発性メモリへの適用が想定されますが、この技術を活用したい、また興味がある企業や団体との共同研究を希望しております。

研究者

大学院工学研究科 知能デバイス材料学専攻 ナノ材料物性学講座(極限材料物性学分野)

須藤 祐司  

Yuji Suto

低ヤング率を有する新規CoCr系生体用超弾性金属材料

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特徴・独自性
  • 一般的に使用されているステンレス鋼および従来のCoCr合金などの生体用金属材料は、生体骨より10倍もの高いヤング率を示し、インプラントによる骨の萎縮現象が問題視されている。β-Ti合金は比較的に低いヤング率を示すが、耐摩耗性が低い。本新規CoCr系合金は、低ヤング率と高耐摩耗性の両立を初めて実現した。さらに、耐食性が優れ、17%以上の超弾性歪みも示すことから、次世代生体材料として有望である。
実用化イメージ

生体骨と同程度の低いヤング率、高い耐食性と耐摩耗性および優れた超弾性特性の 4 拍子そろった本 CoCr 系生体材料は、人工関節、ボーンプレート、脊髄固定器具やステントなどへの応用が期待される。

研究者

大学院工学研究科 金属フロンティア工学専攻 創形創質プロセス学講座(計算材料構成学分野)

許 皛  

Xiao Xu

テラヘルツ帯新材料・新原理半導体デバイスの創出とそのICT応用

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特徴・独自性
  • 光波と電波の融合域:テラヘルツ波帯での室温動作が可能な集積型電子デバイスおよび回路システムの創出に関する以下の研究開発を行っています。
  • 1. 半導体二次元プラズモン共鳴を利用した集積型テラヘルツ機能デバイス・回路の開発
  • 2. 新原理グラフェン・テラヘルツレーザートランジスタの開発
  • 3. グラフェンプラズモンを利用した室温テラヘルツ増幅・検出素子とそれらのBeyond 5G高速テラヘルツ無線通信応用
実用化イメージ

これら世界最先端の超ブロードバンドデバイス・回路技術は、次世代 6G, 7G 超高速無線通信や安心・安全のための新たなイメージング・分光計測システムのキーデバイスとして期待されています。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 超ブロードバンド信号処理研究室

尾辻 泰一  

Taiichi Otsuji

電気化学的手法を用いて、連続的に、溶融鉄中のCuを分離可能

概要

溶融鉄中のトランプエレメント分離方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-1058.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

多元物質科学研究所 プロセスシステム工学研究部門 環境適合素材プロセス研究分野

夏井 俊悟  

Shungo Natsui

電子顕微鏡で見えない微細な不純物クラスターや欠陥の分析と機能の解明

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特徴・独自性
  • 金属から半導体・絶縁体まで、原子1個1個を3次元実空間で原子スケールの分解能でマッピングできるレーザー3次元アトムプローブ法と、原子1個が格子点から抜けた単原子空孔から空孔集合体までを非常に高い感度で検出できる陽電子消滅法を組み合わせて、従来の分析方法では検出困難な、微細なクラスターや欠陥を分析し、それらが材料にあたえる影響や機能の解明を行っている。
実用化イメージ

ナノ構造を制御した新規材料開発、構造材料の劣化機構の解明から半導体デバイス製造の歩留まり低下の原因解明、量子デバイス開発まで幅広い分野について上記解析技術を活用したい企業や団体と共同研究を希望する。

研究者

金属材料研究所 材料設計研究部 材料照射工学研究部門

永井 康介  

Yasuyoshi Nagai

電子線コンプトン散乱を利用した物質内電子運動の可視化

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特徴・独自性
  • 物質の中ではいろいろな種類の電子が様々に運動しており、それが物質の性質を決めている。当研究室は、高速電子線を励起源とするコンプトン散乱を用いて物質内電子のエネルギーと運動量を測定する新しい分光計測法を開発し、反応性や機能性など物質が持つ多様な性質の起源の解明を目指している。
  • 主な研究内容:
  • (1) 分子座標系電子運動量分光の開発による分子軌道の運動量空間イメージング
  • (2) 多次元同時計測分光の開発による電子・分子衝突の立体ダイナミクスの研究
  • (3) 時間分解電子運動量分光の開発による過渡的な物質内電子運動の変化の可視化
  • 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。また、本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。
実用化イメージ

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 量子電子科学研究分野

髙橋 正彦  

Masahiko Takahashi

電子デバイスの高性能・高信頼化のための配線材料と形成プロセスの開発

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特徴・独自性
  • 半導体デバイスからなる電子製品は、半導体自体はもとより、半導体に接続する金属配線があって製品として動作する。金属配線に求められる課題は、半導体材料との良好な電気的コンタクト、相互拡散の防止、良好な密着性、および配線材料の低電気抵抗、耐腐食性、プロセス耐性などがある。本研究室では、種々のデバイスのニーズにあった配線材料の開発ならびにコストパフォーマンスを追求したプロセス技術を開発することによって、高性能かつ高信頼性の先端デバイス開発に貢献している。
実用化イメージ

Si半導体多層配線において拡散バリア層を自己形成するCu合金配線、IGZO 酸化物半導体に対して熱反応によるキャリアドーピングを行えるCu 合金配線、SiC パワー半導体に対して優れた熱・機械的信頼性と良好なコンタクト特性を示すNb 合金配線、タッチパネル用途などのITO透明導電膜に対するCu 合金配線、太陽電池におけるCu ペースト配線、などがある。

研究者

大学院工学研究科 知能デバイス材料学専攻 インターコネクト・アドバンスト・テクノロジー共同研究講座

小池 淳一  

Junichi Koike

電子ビーム積層造形技術による素形材製造技術

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特徴・独自性
  • 大量生産を中心とする金属製品の「もの作り」は海外へ流出し、日本が生き残ってゆくためには高付加価値の多品種少量生産やカスタムメイド生産に移行する必要があります。電子ビーム積層造形法は三次元CADデータに基づく電子ビーム走査により、金属粉末を選択的に溶融・凝固させた層を繰り返し積層させて三次元構造体を製作する新たなネットシェイプ加工技術です。金型レスのAdditivemanufacturing 技術として有望です。
実用化イメージ

人工関節などの医療用機器のカスタム製造技術として。難加工性合金(チタン合金、マグネシウム合金など)からなる航空機・自動車部品などの製造に最適です。鋳造技術では不可能な素形材製造技術として期待されます。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 新規金属積層造形技術開発とそれを核とした新材料・材料加工プロセスの創生

千葉 晶彦  

Akihiko Chiba

電磁非破壊評価に基づく鋳鉄材料の材質評価

特徴・独自性
  • 電磁非破壊評価法に基づき、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄の硬さ、フェライト/パーライト率、黒鉛組織、チル組織等の定量的評価法について研究を行っている。鋳鉄の組織は複雑であり、その電磁および機械特性は複雑な振舞いを示すが、鋳鉄材料の電磁・機械特性を微視的評価及び巨視的評価の双方から議論し、電磁特性のモデル化を試みている。さらに、黒鉛組織、フェライト・パーライト率、チル組織含有率を非破壊、非接触で評価可能な装置の試作を行なっている。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。
実用化イメージ

研究者

流体科学研究所 附属リヨンセンター 流動・材料システム評価研究分野

内一 哲哉  

Tetsuya Uchimoto

電流モード多値技術に基づく高速・低電力非同期データ転送方式に関する研究

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特徴・独自性
  • 局所的に逐次動作をするその特性から高速・低消費電力・高環境適応・低ノイズなど様々なメリットがある、従来のクロックを使用しない非同期式制御によるVLSIシステムを提案しています。要求応答に基づくハンドシェーク通信のオーバヘッドを、多値符号化により配線数削減および通信プロトコルの根本的改善を行い、さらに電流信号表現による高駆動転送によるチップ内・チップ間ネットワークの高速化を実現しています。
実用化イメージ

本成果は、高速・低電力な大規模VLSI システムの実現において有用であり、これに関連するメニーコア、マルチモジュールNoC 分野において有意義な共同研究ができるものと考える。

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 新概念VLSIシステム研究室

羽生 貴弘  

Takahiro Hanyu

統一電源プラグ・システム

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特徴・独自性
  • 身の回りのあらゆる電気機器において、電源アダプタを介さずに、共通に使用可能な1 本の電源ケーブルで電力供給を可能にするような電源プラグ・システムを開発した。さらに、電気機器の電源電流波形を監視することによってその動作状態を把握し、機器のヘルスモニタリングを行いつつ、異常診断や故障を予知し、事前にユーザーに伝えることを可能とする全く新しい知的電源システムを実現し、家電機器を安心して快適に使えるよう、全ての家電機器の利用スタイルを革新する研究も行っている。特に、個々の電気機器をその使用状態において、電源コードに流れる電流波形を観測し、それを人工知能に学習させ、異常や故障或いは劣化モードと電流波形との関係を明らかにすることにより、機器の異常診断や故障の予知を行おうというものである。
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科 通信工学専攻 波動工学講座(微小光学分野)

山田 博仁  

Hirohito Yamada

糖鎖精密認識レクチンによる糖鎖解析および細胞制御

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 糖鎖は細胞表面上に糖タンパク質や糖脂質として存在し、細胞間認識や制御など情報伝達機能に関わる。我々は、糖鎖認識分子である各種レクチンを海洋生物などから単離し、構造・機能を明らかにしてきた。例えば、魚類卵ラムノース結合レクチンは、Gb3 を介してIL1 など炎症性サイトカインを誘導する。また、マアナゴガレクチンの進化に基づく各種変異体を作成し、より精密な特異性を持つレクチンの開発にも成功している。
実用化イメージ

レクチンによる糖鎖プロファイリングによるiPS/ES細胞からの分化、がん化などの細胞の機能解析、細胞の分離。アポトーシスなど細胞制御への応用。抗ウィルス機能を利用した抗トリインフルエンザ資材開発等。

研究者

大学院農学研究科 農芸化学専攻 生物化学講座(酵素化学分野)

小川 智久  

Tomohisa Ogawa

糖尿病性腎症の簡易診断ができる!

概要

フェニル硫酸を認識するモノクローナル抗体
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T16-063.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院薬学研究科 医療薬学専攻 医療薬学講座(がん化学療法薬学分野)

富岡 佳久  

Yoshihisa Tomioka

糖尿病治療にむけた臓器間神経ネットワーク調節デバイスの開発

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特徴・独自性
  • 糖尿病患者は種々の合併症を惹き起こし、失明や血液透析などの主要な原因となっているなど、社会的に大きな問題となっている。1 型のみならず2 型の糖尿病でも膵β細胞の数が減少していることが示され、膵β細胞を体内で再生させることができれば、有望な糖尿病治療となる。再生治療といえば、iPSなどの未分化細胞を試験管内で増殖・分化させ移植する研究が行われることが多いが、克服すべき問題も多い。
  • 我々は、膵β細胞を増加させる肝臓からの神経ネットワークを発見し、膵β細胞を選択的に増殖させることに成功(図)し、モデル動物での糖尿病治療に成功した(Science 2008)。これらの神経ネットワークを人為的に制御することにより、患者体内で、あるべき場所において患者自身の細胞を増やして糖尿病の治療につなげるデバイスの開発を目指す。
実用化イメージ

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 内科病態学講座(糖尿病代謝内科学分野)

片桐 秀樹  

Hideki Katagiri

トキソプラズマの急性感染と潜伏感染を共に抑制できる薬剤のスクリーニング系の確立

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特徴・独自性
  • トキソプラズマ症は、ヒトや動物に重篤な病気を引き起こす。現行のトキソプラズマ薬は病態を引き起こす急性感染虫体を潜伏感染へと移行させるだけで根本的な駆虫に至らない。従って、潜伏感染虫体を防除できる方策を確立する必要性がある。
  • 我々は原虫の増殖と潜伏感染誘導をともに計測する薬剤のスクリーニング系を確立し、トキソプラズマの増殖と潜伏感染をともに抑制し、毒性の少ない理想的な薬剤の同定に成功した。
実用化イメージ

薬剤ライブラリーの提供があれば、新規薬剤のスクリーニングが可能である。ヒトの産婦人科医療及び獣医診療、動物用飼料業界での、トキソプラズマ症の感染予防及び治療を目的とした新規薬剤、飼料添加物の同定が可能である。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 動物生命科学講座(動物環境管理学分野)

加藤 健太郎  

Kentaro Kato

毒性のある遷移金属を含まないカラフルな酸化チタン顔料

概要

ニ酸化チタン着色粒子
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-849.pdf

従来技術との比較

遷移金属化合物は多彩な色を示すことで知られている。これまで、遷移金属イオンのドープにより、白色の酸化チタンを着色させることは可能であるものの、遷移金属に由来する生体毒性を回避することが難しい。

特徴・独自性
  • 本発明では、遷移金属を含まず、白色、黄色、赤色、グレー、緑色、紫色、黒色、肌色等、様々な色を有する酸化チタン無機顔料を実現した。
実用化イメージ

生体毒性が課題となる化粧品分野等での酸化チタン顔料の新規応用が期待される。

研究者

多元物質科学研究所 無機材料研究部門 環境無機材料化学研究分野

Yin Shu  

Yin Shu

特別ニーズ教育へのブレンディドラーニング活用

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特徴・独自性
  • 教育場面における人間のコミュニケーション過程や機器とのやりとりに関心があります。特別な教育上のニーズを有する生徒、両親、教員を対象とした面接・質問紙調査、行動観察、実験等によって、ブレンディドラーニングやデジタル教材の必要性、アクセシビリティ、ユーザビリティ、有効性とその要因を検討しています。
実用化イメージ

教材や指導法の設計と開発への貢献が期待されます。

研究者

大学院教育学研究科 総合教育科学専攻 教育情報アセスメント講座(教育情報デザイン論)

熊井 正之  

Masayuki Kumai