東北大学 研究シーズ集

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磁歪(磁気ひずみ)

磁気応用技術と磁性材料

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特徴・独自性

磁気工学を基礎とした材料開発ならびに応用技術を研究している。特に磁気の特徴であるワイヤレスを生かした新しいセンサやアクチュエータの開発を、最適な特性を有する材料の開発も含めて行っている。これまでにカプセル内視鏡の駆動技術や内視鏡手術支援用アクチュエータ、補助人工心臓用ワイヤレス駆動ポンプなど医用応用技術や、磁界センサやひずみセンサなど世界最高レベルの感度のセンシング技術、バッテリーレスワイヤレスの温度計測技術、位置検出(モーションキャプチャ)技術などの開発を行ってきた。また材料単独では、損失が極めて低い電磁鋼板の実現や、電気化学的手法を用いてナノスケールで構造を制御した磁性材料(陽極酸化磁性被膜材料)の開発等を行ってきている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

上記項目に興味のある企業・団体に対する技術指導・共同研究は随時受け付けている。加えて、磁気に関連する技術に関する広く一般的な技術指導の実績も数多く行っている。

電気通信研究所
石山 和志 教授 博士(工学)
ISHIYAMA, Kazushi Professor

磁気アクチュエータ

磁気応用技術と磁性材料

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特徴・独自性

磁気工学を基礎とした材料開発ならびに応用技術を研究している。特に磁気の特徴であるワイヤレスを生かした新しいセンサやアクチュエータの開発を、最適な特性を有する材料の開発も含めて行っている。これまでにカプセル内視鏡の駆動技術や内視鏡手術支援用アクチュエータ、補助人工心臓用ワイヤレス駆動ポンプなど医用応用技術や、磁界センサやひずみセンサなど世界最高レベルの感度のセンシング技術、バッテリーレスワイヤレスの温度計測技術、位置検出(モーションキャプチャ)技術などの開発を行ってきた。また材料単独では、損失が極めて低い電磁鋼板の実現や、電気化学的手法を用いてナノスケールで構造を制御した磁性材料(陽極酸化磁性被膜材料)の開発等を行ってきている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

上記項目に興味のある企業・団体に対する技術指導・共同研究は随時受け付けている。加えて、磁気に関連する技術に関する広く一般的な技術指導の実績も数多く行っている。

電気通信研究所
石山 和志 教授 博士(工学)
ISHIYAMA, Kazushi Professor

磁気異方性

磁気応用技術と磁性材料

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特徴・独自性

磁気工学を基礎とした材料開発ならびに応用技術を研究している。特に磁気の特徴であるワイヤレスを生かした新しいセンサやアクチュエータの開発を、最適な特性を有する材料の開発も含めて行っている。これまでにカプセル内視鏡の駆動技術や内視鏡手術支援用アクチュエータ、補助人工心臓用ワイヤレス駆動ポンプなど医用応用技術や、磁界センサやひずみセンサなど世界最高レベルの感度のセンシング技術、バッテリーレスワイヤレスの温度計測技術、位置検出(モーションキャプチャ)技術などの開発を行ってきた。また材料単独では、損失が極めて低い電磁鋼板の実現や、電気化学的手法を用いてナノスケールで構造を制御した磁性材料(陽極酸化磁性被膜材料)の開発等を行ってきている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

上記項目に興味のある企業・団体に対する技術指導・共同研究は随時受け付けている。加えて、磁気に関連する技術に関する広く一般的な技術指導の実績も数多く行っている。

電気通信研究所
石山 和志 教授 博士(工学)
ISHIYAMA, Kazushi Professor

磁気回路

窒素固溶による磁気シールド材料を用いたニッケルフリー歯科用磁性アタッチメントの開発

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特徴・独自性

義歯やインプラントの上部構造などを維持する歯科用磁性アタッチメントでは、磁気回路により吸引力を増強するため、Ni を含む非磁性の磁気シール材料が用いられている。本研究では、磁性ステンレス鋼にN を周囲から固溶させて表面のみを非磁性化し、Ni を全く含まない磁気回路の形成と製造工程の低減を可能にする。このN 固溶法により、Niを全く含まず安全性の高い閉磁路型の歯科用磁性アタッチメントの製造が期待できる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

Niを全く含まない歯科用磁性アタッチメントは、より安全性の高い維持装置を実現し、義歯に限らず脱着が容易な歯科用インプラントやエピテーゼなどの用途で医科及び歯科医療への応用が期待できる。

歯学研究科 歯科生体材料学分野
高田 雄京 准教授 工学博士
TAKADA, Yukyo Associate Professor

磁気回路法

電気モータの高性能化と応用に関する研究

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特徴・独自性

モータは現代社会に欠かせない道具であり、今後ともその需要は増大するものと考えられる。ここでは、小型で高出力かつ高効率なモータの開発を目的として、㈰モータの解析・設計手法の確立、㈪モータの最適制御手法の確立、㈫電気自動車への応用、㈬回転エネルギー回生技術の応用などを行っている。独自に開発した磁気回路網解析、磁石レスのスイッチトリラクタンス(SR)モータの高性能化、インホイールダイレクトドライブ電気自動車に技術的な特徴がある。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

電機メーカや自動車メーカ、磁性材料メーカとの産学連携を想定している。磁場解析・回路解析・制御系解析など、回転機の設計に必要な基礎技術を持っているので、特殊用途のモータや発電機の開発にも対応できる。

工学研究科
一ノ倉 理 教授 工学博士
ICHINOKURA, Osamu Professor

磁気光学効果

スピントロニクス材料と情報通信技術への応用

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特徴・独自性

1. マンガン系磁性材料を主とする新薄膜磁性材料の研究開発(図1)
2. フェムト秒パルスレーザーに対する磁性体の超高速応答の基礎研究(図2)

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

次のような、電子・通信産業と産学連携の可能性があります。
○ 新材料を用いたトンネル磁気抵抗素子の、大容量磁気メモリ、磁気ストレージ、ミリ波〜テラヘルツ波通信素子への応用。
○ フェムト秒パルス光を用いたテラヘルツ波輻射への応用。
○ パルス光を用いた磁気スピン波の制御と論理デバイスへの応用。

材料科学高等研究所
水上 成美 教授 博士(工学)
MIZUKAMI, Shigemi Professor

磁気センサ

磁気応用技術と磁性材料

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特徴・独自性

磁気工学を基礎とした材料開発ならびに応用技術を研究している。特に磁気の特徴であるワイヤレスを生かした新しいセンサやアクチュエータの開発を、最適な特性を有する材料の開発も含めて行っている。これまでにカプセル内視鏡の駆動技術や内視鏡手術支援用アクチュエータ、補助人工心臓用ワイヤレス駆動ポンプなど医用応用技術や、磁界センサやひずみセンサなど世界最高レベルの感度のセンシング技術、バッテリーレスワイヤレスの温度計測技術、位置検出(モーションキャプチャ)技術などの開発を行ってきた。また材料単独では、損失が極めて低い電磁鋼板の実現や、電気化学的手法を用いてナノスケールで構造を制御した磁性材料(陽極酸化磁性被膜材料)の開発等を行ってきている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

上記項目に興味のある企業・団体に対する技術指導・共同研究は随時受け付けている。加えて、磁気に関連する技術に関する広く一般的な技術指導の実績も数多く行っている。

電気通信研究所
石山 和志 教授 博士(工学)
ISHIYAMA, Kazushi Professor

磁気抵抗素子

スピントロニクス材料と情報通信技術への応用

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特徴・独自性

1. マンガン系磁性材料を主とする新薄膜磁性材料の研究開発(図1)
2. フェムト秒パルスレーザーに対する磁性体の超高速応答の基礎研究(図2)

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

次のような、電子・通信産業と産学連携の可能性があります。
○ 新材料を用いたトンネル磁気抵抗素子の、大容量磁気メモリ、磁気ストレージ、ミリ波〜テラヘルツ波通信素子への応用。
○ フェムト秒パルス光を用いたテラヘルツ波輻射への応用。
○ パルス光を用いた磁気スピン波の制御と論理デバイスへの応用。

材料科学高等研究所
水上 成美 教授 博士(工学)
MIZUKAMI, Shigemi Professor

磁気抵抗メモリ

スピントロニクス材料と情報通信技術への応用

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特徴・独自性

1. マンガン系磁性材料を主とする新薄膜磁性材料の研究開発(図1)
2. フェムト秒パルスレーザーに対する磁性体の超高速応答の基礎研究(図2)

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

次のような、電子・通信産業と産学連携の可能性があります。
○ 新材料を用いたトンネル磁気抵抗素子の、大容量磁気メモリ、磁気ストレージ、ミリ波〜テラヘルツ波通信素子への応用。
○ フェムト秒パルス光を用いたテラヘルツ波輻射への応用。
○ パルス光を用いた磁気スピン波の制御と論理デバイスへの応用。

材料科学高等研究所
水上 成美 教授 博士(工学)
MIZUKAMI, Shigemi Professor

磁気メモリー

単一ナノ磁性体の物性の解明と先端磁気メモリーデバイスへの展開

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特徴・独自性

磁気ディスクをはじめとする磁気メモリは、不揮発、高密度、低コスト、高速などの特長を有し、急速に情報化が進む現代社会において益々その重要性を増しています。現在、それらのデバイスを構成する磁性体のサイズは10 nm程度に微細化され、表界面効果、量子効果、熱揺らぎなどナノサイズ特有の様々な現象が顕在化しつつあります。例えば、具体的な問題として、どのような原子配列がナノサイズ領域において安定なのか、サイズ効果によりバルクとは異なる物性が現れるのか、さらには外場や熱に対して静的・動的にどのように振舞うのか、等々があります。これら基本的な問題を解決することは、基礎的興味だけでなく将来のデバイス開発を進めていく上で非常に重要です。そうした背景を踏まえ、私達の研究グループでは、ナノサイズ粒子の結晶相安定性、単一ナノ粒子の物性・スピンダイナミクス、微細加工技術の改善、新規な高密度メモリー技術の提案、という研究課題に取り組んでいます。

多元物質科学研究所
北上 修 教授 工学博士
KITAKAMI, Osamu Professor

事業継続計画(BCP)

事業継続マネジメント(BCM)

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特徴・独自性

事業継続マネジメント(BCM) は、企業や公的組織が災害、大事故、テロ、感染症などで甚大な被害を受けた際にも、重要業務を継続または早期復旧するための対応戦略である。また、この計画がBCP である。政府、経済団体等が導入・改善を積極的に推進している。当研究室では、このBCM の普及策や改善策を研究しており、政府のガイドライン策定にも深く関与している。また、仙台で産官学の勉強会も開催している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

BCM・BCPを導入、改善しようとする企業・組織に求めに応じ助言を行うことができるほか、企業グループなどと連携した普及促進や実践的改善の取組が想定できる。

災害科学国際研究所
丸谷 浩明 教授 博士(経済学)
MARUYA, Hiroaki Professor

事業継続マネジメント(BCM)

事業継続マネジメント(BCM)

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特徴・独自性

事業継続マネジメント(BCM) は、企業や公的組織が災害、大事故、テロ、感染症などで甚大な被害を受けた際にも、重要業務を継続または早期復旧するための対応戦略である。また、この計画がBCP である。政府、経済団体等が導入・改善を積極的に推進している。当研究室では、このBCM の普及策や改善策を研究しており、政府のガイドライン策定にも深く関与している。また、仙台で産官学の勉強会も開催している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

BCM・BCPを導入、改善しようとする企業・組織に求めに応じ助言を行うことができるほか、企業グループなどと連携した普及促進や実践的改善の取組が想定できる。

災害科学国際研究所
丸谷 浩明 教授 博士(経済学)
MARUYA, Hiroaki Professor

時系列解析

生態学

特徴・独自性

生態系の複雑性(多次元性や非線形性)を考慮した生態学を推進している。食物網、多種共存や生態系機能に関する理論研究のほか、特に最近は環境DNAや音響観測といった手法に基づく生態系観測や大規模観測データに基づいた実証研究、生態系の動態予測・制御の問題に興味がある。

生命科学研究科
近藤 倫生 教授 博士(理学)
KONDOH, Michio Professor

資源循環

温泉熱・排熱を活用した小型メタン発酵システムと資源循環構築

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特徴・独自性

メタン発酵とは、生ゴミや糞尿などから嫌気性微生物によって、エネルギーであるメタンガスを得るものである。本研究では、メタン発酵の効率化に重要とされる発酵槽の加温に、温泉熱や工場等からの排熱を利用することで、加温にかかる消費エネルギーを削減し、小型のメタン発酵でもエネルギー収支をプラスにするシステムが構築できる。また、小型にすることで初期投資を小さくし、一企業等でも購入可能な価格帯にし、分散型エネルギー生産を可能にすること、また、消化液の液肥利用による資源循環を構築するものである。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

食品工場、飲食店、ホテル・温泉旅館など。これまで生ゴミ処理コストを要している企業。熱やエネルギー生産をしたい企業。宮城県鳴子温泉では、ガス灯の燃料に温泉街のゴミからできるガスを利用している。

農学研究科
多田 千佳 准教授 農学博士
TADA, Chika Associate Professor

自己

脳を知れば人間がわかる

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特徴・独自性

人間らしい精神と行動を実現する脳の仕組みを、脳機能計測(図1)と生理・行動計測を駆使して明らかにしている。心の仕組みは、自己と外界との関係性の認知処理という視点から、3つの脳領域群(図2)で処理される「出力とフィードバック入力の関係性」(図3)として整理される:身体的自己(身体と外界の関係:A)、社会的自他関係(自己と他者との社会的関係:B)、自己の社会的価値(C)。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

心の働きを脳活動から推測する技術の開発や、人間らしい判断を可能にするアルゴリズムの開発を通じて、製品開発・評価に応用できる可能性がある。

加齢医学研究所/災害科学国際研究所
杉浦 元亮 教授 博士(医学)
SUGIURA, Motoaki Professor

思考

言葉遣いのユニバーサルデザイン

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特徴・独自性

健常な母語話者だけでなく、外国語学習者や失語症患者など、誰にとっても理解しやすい言語表現の性質、すなわち「言葉遣いのユニバーサルデザイン」を探る研究をしています。現在は特に「言語の語順」と「思考の順序」の関係について調べています。すなわち、(1)語順が違うと言語処理の際の脳の使い方がどのように異なるのか、(2)思考の順序はどの程度、言語の語順に影響されるのか、(3)人間にとって最適な言語の語順や思考の順序というものは存在するのか、などの解明に努めています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

私が行っているのは基礎研究ですが、それを発展させて、(1)効果的な外国語教授法・学習法の開発や、(2)失語症のリハビリプログラムの改善、などに貢献できる可能性が考えられます。

文学研究科
小泉 政利 教授 Ph.D
KOIZUMI, Masatoshi Professor

嗜好品

食品のおいしさや製品の使い心地に関する心理学・脳科学からのアプローチ

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特徴・独自性

食品のおいしさやモノの使い心地に関して、心理学・脳科学の観点から研究をおこなっています。よく誤解されがちですが、食品のおいしさは食品そのものにあるという思い込みは半分以上間違っていると言わざるをえません。例えば、同じ食品を食べていても、人によっておいしいと思う程度は違ってきます。従来、このような個人差は誤差だと考えられてきましたが、この誤差こそ、これからのビジネスのシーズになると考えています。
同じようにこれまで個人差で片付けられていたようなモノの使い心地のバリエーションは、ニッチな商品に結びつくだけでなく、まったく新しい製品の設計やあらたなニーズを掘り起こすシーズにもなります。これらの着眼点は、従来のものづくりの視点だけでは着想できなかったことも多いかと思います。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

技術や品質が頭打ちあるいは横並びになっているとお悩みの場合、人の行動特性を脳科学の知見を取り入れながら理解する私の研究をぜひ取り入れ、新たな製品やサービスの開発につなげていただければと思っています。

文学研究科 心理学研究室
坂井 信之 教授 博士(人間科学)
SAKAI, Nobuyuki Professor

自己組織化

バイオミメティック材料・自己組織化

特徴・独自性

当研究室では、㈰生物から得られたヒント(材料デザイン)を基に、㈪ナノ材料や機能性高分子などの合成物を、㈫自己組織化や自己集合という低エネルギープロセスで形作ることで、生物に学び(Biomimetic)、生物と融合し(Biohybrid)、最終的には人工材料と生物デザインにより生物を超える(Metabio)材料の作製を目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

細胞培養・分離・イムノアッセイ等のバイオ分野、構造材料・接着材料等の高分子分野、ナノ粒子等のナノ材料分野、燃料電池・金属空気電池等のエネルギー分野の企業との産学連携

材料科学高等研究所
藪 浩 准教授 博士(理学)
YABU, Hiroshi Associate Professor

自己組織化マップ

次世代設計理論・多目的設計探査−設計空間の見える化−

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特徴・独自性

我々のグループでは「多目的設計探査(MODE)」と名付けて、多目的最適化によるトレードオフ情報の提示により、設計空間の構造を俯瞰的に「可視化」する新しい設計手法を研究している。設計図は形を「可視化」するものだが、本手法は機能の「可視化」を試みるものである。「可視化」=「設計空間の見える化」により機能のトレードオフや設計変数の影響を見て取ることができるようになり、設計における意思決定に大いに役立つと期待される。優れた設計をするためには、CAE(Computer AidedEngineering)技術を利用した「見える化」の一層の活用が重要である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

流体解析、構造解析などの特定分野でCAE 技術の活用が可能。

流体科学研究所
大林 茂 教授
OBAYASHI, Shigeru Professor

脂質

脂質の酸化原因を明らかにできる新たな手法を開発

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特徴・独自性

私たちの身体を構成する脂質が何らかの原因で酸化され、過酸化脂質が生じると、病気の要因になると考えられています。 故に、どのような酸化反応( 炎症やラジカル酸化) が進んでいるのかを知ることは重要で、私たちは過酸化脂質の構造を質量分析で詳細に解析することで、酸化反応の種類の見極めを達成しました。 つまり、その種類に応じた適切な抗酸化物質を選択すれば、効果的に酸化を抑制できると期待されます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

現在、病気予防を目的に、様々な抗酸化食品が出ていますが、私たちの方法を活用することにより、作用メカニズムが明確な確固たる抗酸化食品の創成に繋がると期待されます。

農学研究科
仲川 清隆 教授 農学博士
NAKAGAWA, Kiyotaka Professor