東北大学　研究シーズ集

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さ 行
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し

〈若材齢〉

〈ジュール熱〉

金属極細線のジュール熱溶接と機能の創出

 
 
 
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特徴・独自性
  • 金属マイクロ・ナノ材料が持つ優れた物理的諸特性を有効に活用して新しい機能を創出するために、電流により発生するジュール熱を利用した極微細材料の溶接、切断手法を開発しています（図1）。2 本の極細線の先端同士を接触させた状態である範囲内の一定直流電流を付与することで、細線接触部を自発的に溶融、凝固させ、同部を溶接できることを見出しました。また当該手法を駆使して極微細材料のマニピュレーションも可能です。
実用化イメージ

素材としての金属極細線から新たな機能を創出できます（図2）。また極微細材料の物理的諸特性を評価する独自の試験技術も開発しており（図3）、これら技術を活用した産学連携が可能です。

研究者

大学院工学研究科

燈明 泰成  

Hironori Tohmyoh

〈臭化タリウム〉

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。
実用化イメージ

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。

研究者

大学院工学研究科

人見 啓太朗  

Keitaro Hitomi

〈宗教〉

古代インドの宗教，言語，社会，生活

 
 
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特徴・独自性
  • ヴェーダと仏教との二領域に亘る、通時的視点に立つ点を研究の特色とする。その際、㈰ 原典の文法及びシンタクスの正確な理解に基づく精査と、㈪ 伝承の背景となる社会や実生活の解明とを基礎として常に心がけ、㈫ ヴェーダ文献並びにヴェーダ祭式、㈬ 古代インドの生活と社会、㈭ ヴェーダから仏教へと至る思想と社会との変遷（胎児発生と輪廻説、家系及び家族制度など）、㈮ 仏教教団の生活に重点を置いている。
実用化イメージ

仏教興起に至る宗教および社会の変遷、ブッダの思想に関わる内容を、特に死生観を中心として紹介する。

研究者

大学院文学研究科

西村 直子  

Naoko Nishimura

〈集積〉

材料の微視的空間配置を精密制御する微粒子集積プロセスの開発

 
 
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特徴・独自性
  • 異種材料を複合化した材料は、構成する材料の複合化状態によって、発現機能が大きく異なる。粒径や形状を制御して微粒子を合成できる技術と、合成した微粒子を設計通りに集積させる技術の融合によって実現する「ビルディングブロック工学」では、構成材料の３次元的な空間配置をメゾスコピックスケールで精密に制御することができ、従来の材料開発では得られなかった優れた機能の発現（相乗効果）や、新たな機能の発見も期待できる材料創製プロセスである。
実用化イメージ

触媒（光触媒も含む）や分離カラムなどの化学関連プロセスのみならず、薬物送達システムや診断薬など医薬関連、コンデンサーや電池などの電子材料関連、屈折率制御材料やセンサーなど光学材料関連分野への用途展開が見込まれる。

研究者

大学院工学研究科

長尾 大輔  

Daisuke Nagao

〈集積化〉

MEMS・マイクロマシンと微細加工技術に関する研究

 
 
 
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特徴・独自性
  • 情報機器の入出力や自動車の安全のために用いられるMEMSと呼ばれるマイクロデバイス／システムの研究を行っています。集積化センサ、圧電デバイス、高周波MEMS、過酷環境センサ、マイクロエネルギーデバイス、ウェハレベルパッケージなどの研究に実績があります。リソグラフィ、エッチング、成膜、ウェハ接合、実装、各種評価のための装置を多数揃え、研究者自身が操作して研究できる開かれた実験環境を提供しています。
実用化イメージ

これまでに多くの企業から研究員を受け入れ、産学共同研究を行うとともに、スポット的に装置を利用頂くような支援も積極的に行っています。豊富な資料・データに基づき、随時、技術相談を受け付けています。

研究者

大学院工学研究科

田中 秀治  

Shuji Tanaka

〈集積回路〉

スピントロニクス素子技術

特徴・独自性
  • 電子の持つ電気的性質と磁気的性質を同時に利用することで発現する新奇物理現象を明らかにし、工学応用に繋げることを目的とした研究を進めている。論理集積回路の高性能化、低消費電力化、既存のノイマン型計算機では実現が困難な複雑なタスクを処理する脳型コンピュータ、確率論的コンピュータ、量子コンピュータなどを実現する。
実用化イメージ

研究者

電気通信研究所

深見 俊輔  

Shunsuke Fukami

〈集積パワーエレクトロニクス〉

AIチップが切り拓く賢い省エネと安全の輸送技術

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 遠藤研究室では、これまで提案し研究してきた高効率のパワーデバイス＆パワー制御回路技術、スピン素子を融合した極限省エネな知的集積回路＆パワーマネジメント技術、３次元構造デバイスによる極限集積システムのための新規材料プロセス技術（プラットフォーム構築）をコア技術として、パワーエレクトロニクスと知的ナノエレクトロニクスの融合技術へと発展・展開させ、更なる高性能化と省エネ化の両立という社会的要請に応える新しいグリーンパワーエレクトロニクス領域を創出することを目指しシステムアーキテクチャ、回路、デバイス、CADまでの研究・開発を、一貫して行っています。
実用化イメージ

省エネデバイスとパワーデバイス及びその集積回路技術をコアとして、革新的な高効率エネルギー変換、高度パワーマネジメントの創出を目指し研究開発しています。興味のある企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

大学院工学研究科

遠藤 哲郎  

Tetsuo Endoh

〈収束電子回折〉

ナノスケールでの結晶構造・電子状態解析技術の開発と応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 透過型電子顕微鏡（TEM）で、組成・結晶構造を評価した領域の精密構造解析、物性測定を可能とするため、独自の実験装置・解析技術開発（分光型収束電子回折TEM、高分解能EELSTEM、軟X線発光分光TEM）と、その物性物理学への基礎的応用（フラレン、ナノチューブ、ボロン化合物、GMR物質、準結晶等）を行っている。また、東北大オリジナルの軟X線発光分光装置の実用化を目指し、企業等との共同研究開発を継続中。
実用化イメージ

半導体、誘電体、金属などの顕微解析による構造・物性評価に関する共同研究や、分析技術に関する学術指導が想定される。

研究者

多元物質科学研究所

寺内 正己  

Masami Terauchi

〈摺動〉

摺動部摩耗と焼付き発生部位に関するシミュレーション予測システムの開発

 
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概要

エンジンピストンピン－コンロッド小端間の相変化を伴う潤滑油液膜流れに着目し、構造体の弾性変形と流路変化を考慮した混相流体－構造体連成解析手法を新たに開発し、高負荷条件下におけるトライボロジー特性に関するシミュレーション予測法を開発しました．その結果、摺動部における摩耗・焼付き発生部位のシミュレーション予測に成功するとともに、構成部品の特異な変形挙動が摩耗・焼付きの発生要因であることを発見しました。

従来技術との比較

流体潤滑における摩耗・焼付き発生部位の検証には計算による予測は不可能であると考えられてきましたが，本研究では摺動部における摩耗・焼付き発生部位のシミュレーション予測に成功しました．

特徴・独自性
  • スーパーコンピューターでエンジンピストンピン摺動部における摩耗・焼付き発生部位に関するシミュレーション予測に世界で初めて成功した。
  • ピストンピンの弓なり状の変形が、コンロッドエッジにおける機械接触・焼付きの原因であることを特定した。
  • ピストンピンとコンロッド双方の弾性変形ならびに非定常流路変化を伴う薄膜キャビテーション注1潤滑を考慮した、3次元混相流体－構造体連成解析手法注2の開発に成功した。
実用化イメージ

本研究手法は自動車用エンジンのみならず流体潤滑を用いた全ての摺動部品要素に適用可能であり、輸送機械・産業機械の損傷予測や構成要素の安全性指針策定に貢献します，構成要素の最適設計が可能になります．

研究者

流体科学研究所

石本 淳  

Jun Ishimoto

〈修復的司法〉

アジアにおける対話型環境政策提言の探究　人文学のアプローチを用いて

概要

実効的な環境政策を目指す限り、人々の文化に根ざした「自然観」を政策立案者が理解することは不可避である。そのため、今後の人文学アプローチによる自然観解明の研究は必要とされるだろう。その第一段階として、本プロジェクトを対話型環境政策のプロトタイプとして提示する。

従来技術との比較

現状では、非西洋国がナショナリズムの高揚を目的としたプロパガンダとして、自国文化を「自然と共生する」と礼賛することがある。中国、インド等の東アジアでは顕著であり、日本もその一翼をになっている。このようなマクロ視点の対抗的・競争的な環境政策の対話ではなく、ミクロ視点の協働的対話を目指す。

特徴・独自性
  • 環境分野において政策提言に向けた「フォーラム」を設置するアイデア
  • 各国の文化差を尊重しながら、グローバルな歩調を合わせた環境政策提言を目指す
  • 環境政策の対話の取り組みのフレームワークを提案
実用化イメージ

（特にアジア地域で事業展開をする）企業との共同研究を希望している。従来の法的・政治的配慮としての環境保全計画ではなく、事業地の地域住民との紛争回避のための環境方針の事項的な策定プロセスに寄与したい。

研究者

大学院文学研究科

小松原 織香  

Orika Komatsubara

〈修復的正義〉

アジアにおける対話型環境政策提言の探究　人文学のアプローチを用いて

概要

実効的な環境政策を目指す限り、人々の文化に根ざした「自然観」を政策立案者が理解することは不可避である。そのため、今後の人文学アプローチによる自然観解明の研究は必要とされるだろう。その第一段階として、本プロジェクトを対話型環境政策のプロトタイプとして提示する。

従来技術との比較

現状では、非西洋国がナショナリズムの高揚を目的としたプロパガンダとして、自国文化を「自然と共生する」と礼賛することがある。中国、インド等の東アジアでは顕著であり、日本もその一翼をになっている。このようなマクロ視点の対抗的・競争的な環境政策の対話ではなく、ミクロ視点の協働的対話を目指す。

特徴・独自性
  • 環境分野において政策提言に向けた「フォーラム」を設置するアイデア
  • 各国の文化差を尊重しながら、グローバルな歩調を合わせた環境政策提言を目指す
  • 環境政策の対話の取り組みのフレームワークを提案
実用化イメージ

（特にアジア地域で事業展開をする）企業との共同研究を希望している。従来の法的・政治的配慮としての環境保全計画ではなく、事業地の地域住民との紛争回避のための環境方針の事項的な策定プロセスに寄与したい。

研究者

大学院文学研究科

小松原 織香  

Orika Komatsubara

〈種鑑定〉

次世代DNA分析技術によるあらゆる生物の識別：個体・品種・集団・種・未知サンプル等の同定

 
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特徴・独自性
  • 独自に開発した次世代DNA分析技術であるMIG-seq（MultiplexedISSR Genotyping by sequencing）法により、わずか数ngのDNA試料があれば、数千領域のDNA 情報を取得して、あらゆる生物を対象に個体・品種・集団・雑種・種・未知サンプルの同定を行うことができる。早く、安く、高い正確性で識別可能なのが大きな特徴である。
実用化イメージ

作物品種の育成者権保護のための品種鑑定や、品種・産地偽装検査等、生物の「識別」を必要とする広い用途に利用できる。

研究者

大学院農学研究科

陶山 佳久  

Yoshihisa Suyama

〈樹脂〉

押し込み弾性率8.4 GPa！原版モールドの複製や欠陥検査を安価に実現

概要

ポリイミドより強靭な樹脂モールド
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-053.pdf

従来技術との比較

無機ナノ粒子が高含有率で存在するためシランカップリング剤による表面処理により、繰り返し離型が可能な離型層を付与することができます。有機無機ハイブリッド化により、高強度と高耐久性を実現しました。

特徴・独自性
  • ・極細の45nmのライン-アンド-スペースパターンの繰返し転写が行えます。
  • ・室温での光ナノインプリント成形にて、モールドを作製することができます。
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズなどの光学用途をはじめ、様々な光学・電気デバイスの材料加工を行うための成形型としての活躍が期待されます。

研究者

多元物質科学研究所

中川 勝  

Masaru Nakagawa

nm～µmサイズが混在しパターンの粗密がある構造体を精密に製造可能！

概要

モールドエッジにバリが発生せず、均一な残膜が得られる光ナノインプリント方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-159.pdf

従来技術との比較

スピン塗布膜への光型成形では、モールド（型）の側壁の汚染が繰り返し利用を妨げます。所定量の液量を印刷液滴の配置数で規定できるので、モールド外周部への光硬化性液体の回り込みを防ぐことができます。

特徴・独自性
  • サブピコリットルの定形液滴を印刷配置できる孔版印刷です
  • 孔版印刷の版はレーザー加工で作製するため従来のような印刷欠陥がありません
  • 膜厚10nmから光硬化膜を所定位置に形成できます
  • 印刷配置を制御できるので、型表面にあるパターン密度の粗密に対応することができます
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズ、細胞培養シート、など表面への樹脂ナノパターンの付与、樹脂マスクを利用したリソグラフィ加工に用いることができます

研究者

多元物質科学研究所

中川 勝  

Masaru Nakagawa

〈種子〉

作物の子実生産を向上させる生殖形質に関する研究

 
 
 
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概要

近年の異常気象の多発により、作物の種子、果実生産の低下が危惧されている。これまでに低温、高温ストレス下で応答する遺伝子群を同定しており、ゲノム編集などにより、温度ストレス下でも生産が可能なシステムを構築する。

従来技術との比較

従来から用いられている遺伝子組換え手法に加え、ゲノム編集技術により実用に供することが可能な遺伝子改変が可能になった。

特徴・独自性
  • 作物生産とその生産物の作物・子実は、食糧、環境、エネルギー、アメニティに応用でき、地球温暖化にある21 世紀には人類にとって、様々な面においてこれまで以上に重要度が増加している。その作物の子実生産を向上させるためには、昨今の激変する環境ストレスに耐性を有する作物の開発は至上命題である。特に環境ストレスに対して弱い受粉・受精の生殖形質を改変し、種子、果実生産を向上させることを目的とする。
実用化イメージ

高温、低温ストレス下で子実生産を左右する遺伝子群を同定している。収量増を見込めるF1 雑種品種育成に重要な自家不和合性遺伝子の利用も進め、種苗産業などとの連携が可能である。

研究者

大学院生命科学研究科

渡辺 正夫  

Masao Watanabe

〈種子生産向上〉

作物の子実生産を向上させる生殖形質に関する研究

 
 
 
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概要

近年の異常気象の多発により、作物の種子、果実生産の低下が危惧されている。これまでに低温、高温ストレス下で応答する遺伝子群を同定しており、ゲノム編集などにより、温度ストレス下でも生産が可能なシステムを構築する。

従来技術との比較

従来から用いられている遺伝子組換え手法に加え、ゲノム編集技術により実用に供することが可能な遺伝子改変が可能になった。

特徴・独自性
  • 作物生産とその生産物の作物・子実は、食糧、環境、エネルギー、アメニティに応用でき、地球温暖化にある21 世紀には人類にとって、様々な面においてこれまで以上に重要度が増加している。その作物の子実生産を向上させるためには、昨今の激変する環境ストレスに耐性を有する作物の開発は至上命題である。特に環境ストレスに対して弱い受粉・受精の生殖形質を改変し、種子、果実生産を向上させることを目的とする。
実用化イメージ

高温、低温ストレス下で子実生産を左右する遺伝子群を同定している。収量増を見込めるF1 雑種品種育成に重要な自家不和合性遺伝子の利用も進め、種苗産業などとの連携が可能である。

研究者

大学院生命科学研究科

渡辺 正夫  

Masao Watanabe

〈樹脂モールド〉

押し込み弾性率8.4 GPa！原版モールドの複製や欠陥検査を安価に実現

概要

ポリイミドより強靭な樹脂モールド
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-053.pdf

従来技術との比較

無機ナノ粒子が高含有率で存在するためシランカップリング剤による表面処理により、繰り返し離型が可能な離型層を付与することができます。有機無機ハイブリッド化により、高強度と高耐久性を実現しました。

特徴・独自性
  • ・極細の45nmのライン-アンド-スペースパターンの繰返し転写が行えます。
  • ・室温での光ナノインプリント成形にて、モールドを作製することができます。
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズなどの光学用途をはじめ、様々な光学・電気デバイスの材料加工を行うための成形型としての活躍が期待されます。

研究者

多元物質科学研究所

中川 勝  

Masaru Nakagawa

〈樹脂粒子〉

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

藪 浩  

Hiroshi Yabu

〈種苗産業〉

新規ハイブリッドライス育種基盤

 
 
 
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特徴・独自性
  • 両親の良いところを併せ持った多収品種をつくる究極の育種法にハイブリッド品種（一代雑種品種）を作る技術がある。ハイブリッドライスを育種する基盤として、細胞質雄性不稔性と稔性回復システムが使われる。我々は東北大学オリジナルのCW型細胞質雄性不稔性イネの利用を検討し、その分子基盤を研究している。CW細胞質はこれまで不可能であったインディカ品種の雄性不稔化を実現できるので、高い利用価値が期待できる。
実用化イメージ

ハイブリッド品種のイネは、通常の品種と比較して30％ほどの収量増が期待され、その栽培面積は世界全体の13％を占めている。コメ産業の国際化を狙った日本独自の新規ハイブリッドライス育種基盤を提供できる。

研究者

大学院農学研究科

鳥山 欽哉  

Kinya Toriyama

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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