東北大学 研究シーズ集

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脂質代謝

食品成分による肥満予防および脂質代謝改善作用機構の迅速な解析

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特徴・独自性

脂質代謝改善および肥満予防作用を有する機能性食品成分の機能および作用機構解析をできるだけ効率よく迅速に行うための学術指導、共同研究を行うことが可能である。実験動物用の生体ガス質量分析装置を所有するため、他の研究室では通常できない
エネルギー代謝の測定ができ、脂肪消費量や炭水化物消費量を計算できる点が特徴である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

肥満、脂質代謝および糖代謝に関連する機能性食品開発を考えている企業。

農学研究科
池田 郁男 教授 農学博士
IKEDA, Ikuo Professor

歯周病

口腔バイオフィルム機能解析システム:「何がいるか?」から「何をしているか?」まで

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特徴・独自性

歯、舌、口腔粘膜には、500 種を超す膨大な数の微生物がバイオフィルムを形成し、齲蝕、歯周病、口臭などの口腔疾患、さらには歯科材料劣化の原因となります。
私どもは、構成菌種や機能(代謝)をメタゲノム、メタボロミクスといったオミクス技術や最新の検出技術で解析すると共に、その多くが嫌気性菌である構成菌を生きたまま取り出し、高度嫌気性実験システムを用いて機能解析を行っています。「何がいるか?」から「何をしているか?」までを知ることで、初めてその制御(予防と治療)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)

口腔バイオフィルム性疾患(齲蝕、歯周病、口臭、誤嚥性肺炎など)のリスク診断
・ 薬剤や食材の口腔バイオフィルム機能への効果
・バイオフィルム性材料劣化の評価

歯学研究科 口腔生化学分野
高橋 信博 教授 博士(歯学)
TAKAHASHI, Nobuhiro Professor

辞書

コーパスに基づく現代日本語の語彙の研究

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特徴・独自性

日本語の単語(主に名詞や動詞)について、その語義や用法をコーパス(コンピュータ上の大規模なテキストデータ)に基づく、実証的な研究を行っています。また、コーパスを使う手法についての理論的な考察や、英語などの他の言語におけるコーパスの利用法についても関心があります。この分野の、日本における草分け的な存在です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

辞書の編集、日本語教育、英語教育への応用が考えられます。ほかに、一般に文章を書く際に、場合に応じて適切な表現を選択するための手助けとなることができます。

文学研究科
後藤 斉 教授 文学修士
GOTOO, Hitosi Professor

英語の語彙・語形成の共時的・通時的研究

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特徴・独自性

世界最大の辞書といわれるthe Oxford English Dictionaryを始め、英語という言語には、他の言語には類を見ない質と量の「コーパス」(言語資料)が蓄積・整備されてきています。また、英語は、史上初めて「地球語」としての役割を担う言語であり、母語話者間の方言だけでなく、外国語として英語を学ぶ人々の「方言」も存在するという大変珍しい言語です。そのような言語で、語や形態素がどのように出現し、使われ、変化していくのかを、大型電子コーパスや文献・辞書資料を駆使して調査しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

1) 英語の辞書・電子コーパス(学習用、専門用語、方言)の構築、2)自然言語処理、機械翻訳の基礎研究、3) 言語教育、4)英語における新語・ネーミング(商品開発や広告)

情報科学研究科
長野 明子 准教授
NAGANO, Akiko Associate Professor

地震

二酸化炭素を放出する新種の火山の成因解明

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特徴・独自性

日本列島に多い活発な火山(島弧)や、深海底でプレートを作り出す火山(中央海嶺)など地球上の火山は場所が限られています。これら火山発生場所では無い場所、三陸沖やチリ沖の海底で新種の火山が発見されました。プチスポット火山です。海底調査で得られた溶岩試料の分析によって二酸化炭素放出量が異常に多い特異なマグマ組成であることがわかり、沈み込むプレートの化学組成や、地球内部〜地球表層の炭素循環にも影響を及ぼしています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

本研究は、世界の深海底での更なる調査を必要としています。深海底の調査技術、得られた特殊な岩石試料の分析技術における共同研究を期待しています。また、海底調査から得られる新資源獲得などについての連携も期待しています。

東北アジア研究センター
平野 直人 准教授 博士(理学)
HIRANO, Naoto Associate Professor

地震活動

地震ハザード

システム

実践的かつ経営的処方を支援する薬品決定支援システムおよびプログラムの開発

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特徴・独自性

糖尿病における実地医療現場で実践的かつ経営的処方術を実施するための薬剤決定支援システムおよび薬剤決定支援プログラムを発明した(特許第4176438号)。
我が国の保健医療現場における医師の処方は1 剤205 円以内の6 剤投薬と規定されている。この制限を越えた投薬を施行した場合には薬価請求額の10% が減額されるしくみになっている。但し、服用法が同じで、かつ205 円以内に収まる複数の薬剤は1 剤とみなされ、6剤を越えた処方がなされても6 剤以下の処方と扱われる。
一方、我が国の高齢化社会では加齢に伴い糖尿病患者が増加している。糖尿病合併症を含めその治療薬を1 人の内科医が処方すると容易に6 剤投薬を超えてしまう。そこで医療経営的にジェネリック(後発品)の使用が不可欠となる。しかし、医師が先発品と後発品の医薬情報を薬価まで熟知し瞬時に処方を行うことは極めて難しい。本発明は主に糖尿病診療における内科医の処方技術を実践的かつ経営的に改善するものである。
本発明(特許)を活用して事業化を企てる企業または出資者・開発支援者を求めている。
ソフトウエアのサンプルあり。

医工学研究科
野々垣 勝則 教授 医学博士
NONOGAKI, Katsunori Professor

ジスプロシウム

磁石は地球を救う!-高性能永久磁石材料の開発(エネルギー・資源問題の解決に向けて)-

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特徴・独自性

永久磁石材料の高性能化と新材料開発を行っている。これまでの成果に未分離混合希土類-Fe-B系焼結磁石、HDDR現象による高保磁力希土類磁石粉末、再結晶集合組織による高性能Fe-Cr-Co系磁石の開発などがある。最近ではNd-Fe-B系磁石におけるDyの削減技術の開発や、永久磁石の自然共鳴がGHz 帯にあることに着目した新しい電磁波吸収体ならびにナノ粒子技術による高周波磁性材料の開発も行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

業界としては磁性材料に興味または生産している素材・材料関連、自動車関連、電気・電子関連、化学関連企業など。

工学研究科 知能デバイス材料学専攻
杉本 諭 教授 工学博士
SUGIMOTO, Satoshi Professor

地滑りモニタリング

磁性

ナノ構造物質による局所構造制御と新規物性の発現

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特徴・独自性

元素から構成される分子や幾何構造を基本要素として構築される結晶は、ナノ構造の観点から以下の特徴を有する。
従来物質とは異なる結合様式を反映した物性
幾何空間と関係する量子閉じ込めや空間の対称性と関係する新物性
階層構造を反映して、種々の形態のフォノンをエンジニアリング
フォノン系- 伝導系- 磁性系の制御安全な軽元素や地球上に豊富に存在する3d- 元素を構成要素に用いて、新しい物質を創製して物性を探求する。構造は、X 線ならびに中性子等により高精度に決定し、計算科学により電子状態を理解する。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

炭素系物質やSi などの無機軽元素を基本とする種々の物質の幾何を基礎とする物性研究は21世紀における新しい物質研究であり、超伝導材料、熱電変換材料や高速易動度材料など種々の電子材料としての可能性がある。

材料科学高等研究所
谷垣 勝己 教授 工学博士
TANIGAKI, Katsumi Professor

次世代型高次機能性ナノ金属錯体の科学

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特徴・独自性

1nm-100nm は原子・分子のサイズとバルク材料のサイズの中間に位置し、その特異なサイズ故に原子・分子やバルクの世界では見られないような新奇な「非線形性」や「量子効果」が観測される。磁性、伝導性、光物性、誘電性などの機能が複数絡み合った高次機能性に焦点を当て、そこから発現が期待される「新奇非線形性や量子効果」に基づき、近未来に実現が期待される「次世代型」高次機能性ナノハイブリッド物質の創出をする。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

近未来に実現が期待される「量子コンピューター」、「光コンピューター」、「大容量高速光通信」、「高密度磁気メモリー」、「単分子メモリー」など想定した物質合成をおこなっており、エレクトロニクス関連産業との連携を期待している。

材料科学高等研究所/理学研究科
山下 正廣 教授 博士(理学)
YAMASHITA, Masahiro Professor

中性子散乱による巨視的量子現象の探索と解明

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特徴・独自性

中性子散乱は他の散乱手法(X散乱や電子線散乱)に比較して、1) Li、 H 等の軽元素による散乱が大きい、2) 磁気散乱を通して物質中の電子スピンを検出可能、3) 弾性散乱(回折)に加えて室温程度の低エネルギー励起の測定が可能という特徴があります。我々は中性子散乱法を用いて、多体電子系における巨視的量子現象、なかでも量子フラストレートスピン系における巨視的非磁性基底状態や磁気揺らぎが媒介する非従来型の超伝導現象の探索とその解明を目的に研究を進めています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

上で述べたように、中性子散乱は磁気構造およびスピンダイナミクス、さらに結晶中の軽元素位置やその運動を調べるのに適した手段です。従って、このような情報が必要な材料研究には極めて有用であると考えられます。

多元物質科学研究所
佐藤 卓 教授 博士(理学)
SATO, Taku J Professor

新奇な量子物性を示す強相関電子物質の開発

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特徴・独自性

強相関電子系とは、クーロン斥力により強く相互作用する電子集団のことです。私たちは、物質合成と物性測定を相乗させることで、強相関電子系が示す新奇な量子物性を開拓しています。高圧合成法を含む様々な固体化学的手法を駆使することで物質を合成し、得られた試料の電気的・磁気的・熱的・光学的な物性を評価しています。さらに、極限環境や量子ビームを活用した特殊な計測も推進しています。こうした物質合成を基盤に据えた総合的な実験研究を通して、超伝導・磁性・トポロジカル秩序などの強相関量子物性を探求しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

強相関電子系は、巨視的スケールで量子効果が現れることで、劇的な機能を示します。大きなエネルギースケールを有する遷移金属化合物は、次世代テクノロジーの基盤材料としての可能性を秘めています。

理学研究科
大串 研也 教授
OHGUSHI, Kenya Professor

薄膜・界面に発現する多様な物性の開拓と応用展開

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特徴・独自性

真空プロセスを介した薄膜化技術を用いて各種物質の薄膜化や界面形成を行い、それら試料における機能の探索や物性開拓の基礎研究を行っています。新しい物質群の薄膜や界面の形成は工学的な側面から将来的な利用に欠かせません。また、薄膜や界面で発現する物性を機能として利用しようとする際、理学的な側面で理解を進めることも大切と考えています。そうした多角的な視野で薄膜と界面を活用する素子の開発に取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

最近では、磁気素子、半導体接合素子、超伝導接合素子、トポロジカル物質群の薄膜化などの研究を進めていますので、それらに関連する素子開発の共同研究。

金属材料研究所
塚﨑 敦 教授
TSUKAZAKI, Atsushi Professor

磁性材料

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

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

ナノ組織制御による超省エネ・省資源型軟磁性材料及び完全レア・アースフリー磁石の開発

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特徴・独自性

従来の結晶性合金では得られない有用な物性を発現する非平衡金属のうち、優れた軟磁気特性を有する鉄族系の金属ガラス、ナノ結晶やアモルファス合金および磁石材料を研究対象とし、それらの高機能化と高付加価値化に取り組んでいる。最近では、ケイ素鋼に匹敵する高飽和磁束密度(1.8 テスラ以上)と、ケイ素鋼の1/3程の著しく低い鉄損特性を兼備する新ナノ結晶軟磁性材料の開発およびレア・アースフリーL10-FeNi 磁石の創成に成功している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

レアメタルを含まない安価な鉄合金で、かつ、大気中での製造が可能であるため、工業材料としてのポテンシャルが高い。材料、応用メーカーとの共同研究を通して省エネ、省資源化、低炭素化に貢献したい。

未来科学技術共同研究センター
牧野 彰宏 教授
MAKINO, Akihiro Professor

磁性体

新規な有機強誘電体、有機半導体、有機磁性体の作製と物性評価

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特徴・独自性

有機分子の設計自由度に着目した分子集合体の多重機能の構築および無機材料とのハイブリッド化を試みている。導電性・磁性・強誘電性の観点から、分子性材料の電子−スピン構造を設計し、その集合状態を制御する事で、マルチファンクショナルな分子性材料の開発を行っている。単結晶・柔粘性結晶・液晶・ゲル・LB膜など多様な分子集合体を研究対象とし、無機クラスターや金属ナノ粒子とのハイブリッド化を試みている。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。

多元物質科学研究所 ポリマー・ハイブリッド材料研究センター
芥川 智行 教授 理学博士
AKUTAGAWA, Tomoyuki Professor

磁性薄膜

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