東北大学　研究シーズ集

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〈文化差〉

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
  • 以下のような研究を進めています。・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する
実用化イメージ

環境にかかわる企業との共同研究を希望しています。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することを目指します。

研究者

大学院文学研究科

小松原 織香  

Orika Komatsubara

〈文化財学〉

東アジアにおける仏教建築様式史の再構築と、歴史的建造物および歴史資料の保存・活用研究

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 建築史学：東アジアにおける禅院の建築と山水を中心とした建築・都市・庭園に関する研究。歴史的建造物調査や、学際的研究会の主催を通した、仏教建築様式史の再構築。
    文化財学：歴史的建造物の保存と再生に関する実践的研究。過去の評価と未来への継承　時間・時間のリデザイン。歴史的建造物および歴史資料の、国宝・重要文化財・登録有形文化財としての評価を通した、国益に直結する人文科学的・工学的研究。
実用化イメージ

歴史的建造物および関連する歴史資料を文化財として評価するにあたり、文化庁・奈良文化財研究所・文化財建造物保存技術協会・宮城県・仙台市などの国・県・市の関係諸機関と連携。

研究者

大学院工学研究科

野村 俊一  

Shunichi Nomura

〈文化人類学〉

北極域先住民研究

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 北極域とくにシベリア・アラスカなどの先住民の伝統文化の保全、気候変動の影響を文理融合のフィールドワークにより研究しています。極地への適応という人類史的観点を踏まえてのアジア人類史に取り組むとともに、伝統文化の記録は文化財的価値をもつことから、そのデジタル化と公開も行っています。北極圏で増加している洪水・森林火災・凍土融解などの事象がローカルな社会に及ぼす影響とその適応策を学際的に探求しています。
実用化イメージ

北極域でのビジネスにおける企業の社会的責任（CSR）にあって、先住民の文化・社会の保全は重要な課題であり、またステークホルダーの一員です。現地情報や人権や多文化共生的観点からの助言が可能です。

研究者

東北アジア研究センター

高倉 浩樹  

Hiroki Takakura

〈噴火ダイナミクス〉

噴出物の物質科学的研究に基づく火山噴火推移予測

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 従来の火山活動の観測や噴火対応は、地球物理学的な手法に基づくものが主流でしたが、近年、マグマの物質科学的な研究の発展が顕著になっています。火山活動が活発化した際、初期の噴出物を迅速に分析することで、地下深部のマグマの状態を把握し、その後の噴火推移を準リアルタイムに予測することで、火山災害の軽減に繋げたいと考えています。
実用化イメージ

火山噴出物の組織分析の自動化手法の開発、過去の噴火履歴も考慮したリスク評価などに活用可能です。

研究者

大学院理学研究科

中村 美千彦  

Michihiko Nakamura

〈分光〉

電子線コンプトン散乱を利用した物質内電子運動と原子核運動の可視化

 
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概要

従来技術との比較

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ます。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異なるイオン化エネルギーを持つ電子毎の運動量分布と異なる質量を持つ原子核毎の運動量分布をそれぞれ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ます。
  • 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

髙橋 正彦  

Masahiko Takahashi

迷光強度を1/1000以下にできる分光器

 
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概要

迷光強度を1/1000以下にできる分光器
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T21-068.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　分光器を用いて分光する場合、入力光の1次反射光のほか、0次反射光、2次回折光、その他の分光器内に生じる散乱光などの影響により、広い波長範囲に渡る種々の迷光が発生します。特に、レーザのような強い光を光源として用いて、試料からの弱い信号光を検出するような測定では、迷光の影響により信号光の検出が難しくなります。
  • 　分光器の迷光を低減させるため、誘電体膜を用いたカットフィルタや、モノクロメータを直列に接続したダブルモノクロメータ型分光器などが開発されています。しかし、これらの方法を用いた場合、広い波長範囲に渡る迷光を一度に除去できないことが課題として挙げられていました。
  • 　本発明は、広い波長範囲（例えば近紫外～近赤外）の迷光を除去できる機構を備えた分光器に関するものです。図に、本発明を用いた超伝導体からの高調波の観測結果を示します。超伝導体の高調波のうち、3 次高調波（2.1eV = 590 nm 付近）はどのような分光器を用いてもはっきりと観測できますが、5 次高調波（3.5 eV = 354nm 付近）は本発明を用いることにより、従来の方法とくらべ2 桁半（数百倍）～ 3 桁半（数千倍）もノイズレベルを減ずることができます。
実用化イメージ

以下のような社会実装への応用が期待されます。
・ラマン散乱分光
・分光蛍光測定
・高調波観測
・その他、レーザ光を試料に照射する方法を用いた種々の分光測定

研究者

大学院理学研究科

岩井 伸一郎  

Shinichiro Iwai

〈分散剤〉

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
  • このシーズは、下記の特徴を持ちます。
  • ・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ます。本用途におけるPFASフリー化に貢献することができます。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所

藪 浩  

Hiroshi Yabu

〈分子〉

分子性有機物質の新電子物性開拓

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　有機分子の集積によって構成されている分子性伝導体を中心に研究を進めています。分子で構成されている有機物質の特徴は“ やわらかい”ことです。この特長から、近年、有機EL デバイスなどの軽量で“ 曲がる”エレクトロニクス材料として注目されています。当研究室では、このような分子性有機物質の基礎的物性（金属-超伝導- 絶縁体）の解明、新物性の開拓を目指しています。
  • 　分子性有機物質は、無機物質と比べて“ やわらかく” 大きく広がった分子軌道や電荷の分布、また分子自身の持つ構造自由度などのために、電荷- スピン- 分子格子- 分子内結合の間にゆるやかで大きな自由度を有しています。このナノ分子サイズの“ やわらかい” 複合的自由度と強く関係している超伝導から絶縁体までの多彩な電子状態がバルクな物性として現れます。このような分子性物質の特長をフルに活かして、電子物性物理の重要で興味ある問題にチャレンジしています。このような研究に興味のある企業への学術指導を行なう用意があります。
実用化イメージ

研究者

金属材料研究所

佐々木 孝彦  

Takahiko Sasaki

がん病巣の活性化因子の探索

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 主要臓器に転移を来したがん細胞は、リンパ節を摘出すると活性化します。このような臨床現場で散見される事象にどのような分子が関与するのか、わたしたちの研究室では遠隔転移活性化マウスモデルを開発し、この活性化因子を探索しています。このモデルでは、ヒトのリンパ節と同等の大きさを有するMXH マウスを使用しており、MXH マウスは当該研究室のオリジナルです。また、本モデルでの転移活性化率は100% を達成します。転移活性化分子の探索と同定は、新規薬剤の開発のみならず、がんの超早期診断が可能な新たな診断機器の開発につながるものと期待されます。
実用化イメージ

製薬会社：がん活性化抑制分子や免疫活性化分子の探索から製剤化が可能
医療機器メーカー：がんの超早期診断が可能な新たな診断機器の開発

研究者

大学院歯学研究科

Sukhbaatar Ariunbuyan  

Sukhbaatar Ariunbuyan

〈分子イメージング〉

ポジトロン標識プローブの創製と応用研究

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • サイクロトロンで製造されるポジトロン放出核種を薬学・医学へ応用する研究を行っています。生体画像化技術のPET イメージングで利用するポジトロン標識薬剤の分子設計理論と標識合成法に関する基礎研究を基盤とし、がんやアルツハイマー病のPET 用画像診断薬剤の開発、ミトコンドリア標的プローブの創製と画像医学診断（心筋血流、褐色脂肪組織）への応用、PET による薬物動態解析、薬効薬理研究に取り組んでいます。
実用化イメージ

以下のような社会実装を目指して研究を進めています。
・新規ポジトロン標識技術・装置の開発。
・がん、認知症、循環器疾患のPET 画像診断プローブの製品化。創薬候補化合物のポジトロン標識化とPET 薬物動態評価（動物、ヒト）。\
・新薬（候補）の生体薬効薬理評価。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

古本 祥三  

Shozo Furumoto

〈分子エレクトロニクス〉

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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概要

従来技術との比較

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ます。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ます。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ます。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ります。
実用化イメージ

研究者

多元物質科学研究所

芥川 智行  

Tomoyuki Akutagawa

〈分子科学〉

電子線コンプトン散乱を利用した物質内電子運動と原子核運動の可視化

 
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概要

従来技術との比較

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ます。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異なるイオン化エネルギーを持つ電子毎の運動量分布と異なる質量を持つ原子核毎の運動量分布をそれぞれ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ます。
  • 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

髙橋 正彦  

Masahiko Takahashi

〈分子進化工学〉

タンパク質デザインをシーズとした未踏ナノ材開拓とバイオテクノロジーの異分野展開

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • ドメイン単位とした蛋白質の構造情報と進化工学を利用して、ボトムアップに目的構造・機能を持つ蛋白質分子をデザインする技術構築を行い、蛋白質研究を真の「工学」へ脱皮させることを目指しています。これまでに、無機材料を室温合成できる蛋白質や無機材料表面を識別し接着できる蛋白質の創生やナノ材と酵素タンパク質のハイブリッド化技術による高機能セルラーゼの開発などに成功しています。
実用化イメージ

バイオセンサー、バイオプローブ、固相基質を対象にした高機能ハイブリッド酵素。

研究者

大学院工学研究科

梅津 光央  

Mitsuo Umetsu

〈分子性導体〉

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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概要

従来技術との比較

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ます。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ます。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ます。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ります。
実用化イメージ

研究者

多元物質科学研究所

芥川 智行  

Tomoyuki Akutagawa

〈分子組織化学〉

表面力測定による材料ナノ界面科学の創製

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 固 - 液界面現象や表面間の相互作用を分子レベルで具体的に解明することを目的として研究しています。中心手段は、2つの表面間に働く相互作用力の距離依存性を直接測定する表面力測定、ならびに当研究分野で開発した液体ナノ薄膜の構造化挙動やゲル・高分子の界面粘弾性を高感度で評価できる共振ずり測定法です。従来困難であった不透明試料（金属、セラミック、高分子など）が測定できるツインパス型表面力装置も独自開発し、電極界面の評価も行っています。
実用化イメージ

機能材料界面における表面電荷や吸着状態等の特性、潤滑油・ゲル・ゴムなどのナノレオロジー・ナノトライボロジーの評価が可能です。機械、潤滑剤、ナノ材料、塗料・シーラント、化粧品等の業種に対して共同研究・学術指導を行う用意があります。

研究者

未来科学技術共同研究センター

栗原 和枝  

Kazue Kurihara

〈分子動力学〉

燃料電池内部の物質輸送現象の量子・分子論的解析

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 通常の連続体理論では把握できない燃料電池内部の様々な物質輸送特性を、物質を構成する原子・分子の挙動として捉え、量子論と分子運動論をつなぐ独自の手法を用いたマルチスケール解析によりその物質輸送特性の解明を行っています。量子化学計算等の手法により物質輸送現象を支配する量子力学的要因を明らかにし、その本質的な性質を失わない形でポテンシャルモデルを構築し、分子動力学計算に繰り込んだ計算を行っています。
実用化イメージ

燃料電池業界はもちろんのこと、ナノスケールの構造を有するデバイスの流動現象の解析、たとえば半導体製造プロセスや摩擦現象の解析、次世代電源の開発等に応用可能です。

研究者

流体科学研究所

徳増 崇  

Takashi Tokumasu

コーティング及び界面修飾に関する分子動力学アプローチ

概要

　

従来技術との比較

　

特徴・独自性
  • 固・液の親和性や濡れ、熱抵抗、分子吸着等のメカニズムを解明し、コーティングや表面修飾などの技術によりこれを制御するための基礎研究を、分子動力学シミュレーションを主な手法として進めています。熱・物質輸送や界面エネルギー等の理論をバックグラウンドとして、フォトレジストのスピンコーティングからSAM（自己組織化単分子膜）や各種官能基による親水性・疎水性処理まで様々なスケールの膜流動・界面現象を対象としています。また、主に液体を対象として、その熱流体物性値を決定する分子スケールメカニズムや、所望の熱流体物性値を実現するための分子構造に関する研究を行っています。これらの研究に関して興味のある企業との共同研究や学術指導を行う用意があります。
実用化イメージ

　

研究者

流体科学研究所

小原 拓  

Taku Ohara

〈１細胞分析〉

受精卵および幹細胞の新規品質評価法の開発

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 走査型プローブ顕微鏡に基づく生体分子評価システムの探索に一貫して取り組み、プロテインアレイの構築とイムノアッセイへの応用を提案しました。また、微小探針を改良して1細胞ごとのmRNA 回収法を確立し、核酸- タンパク質の同時定量に取り組んでいます。走査型電気化学顕微鏡（SECM）を含むプローブ顕微鏡システムをツールとし、核酸、タンパク質、生体膜、細胞、初期胚を含む広い応用分野の開拓に成功しました。これらの研究は初期胚研究への適用が期待できます。
実用化イメージ

体外受精- 胚移植は、医療分野では不妊治療、畜産分野では優良家畜の効率的生産を可能としています。体外培養技術の進歩によりクオリティの高い胚の作出が可能となっていますが、その後の子宮への胚移植、受胎率、産仔の成功率は依然として低い水準にあります。これまで、受精卵の品質評価は形態観察に基づき行われてきました。我々は、単一受精卵ごとの呼吸活性を指標とした客観的な受精卵の品質評価法を開発しました。我々の特許をもとに「受精卵呼吸測定装置」が装置化・実用化され、ウシ・マウス・ヒトの受精卵移植試験実施に至りました。

研究者

大学院工学研究科

珠玖 仁  

Hitoshi Shiku

〈紛争回避〉

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
  • 以下のような研究を進めています。・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する
実用化イメージ

環境にかかわる企業との共同研究を希望しています。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することを目指します。

研究者

大学院文学研究科

小松原 織香  

Orika Komatsubara

〈粉体工学〉

機能性粉体プロセスの創成とシミュレーションによる粉体プロセスの最適化

 
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概要

粉体を原料、中間製品あるいは最終製品とする高機能性材料の開発・製造がいつの時代も盛んです。その材料の特性はその化学組成だけではなく、材料中の粒子充填構造にも大きく依存し、粒子充填構造は粉体粒子の粒子径やその分布など物性・特性値に大きく左右されます。したがって、原料となる粉体の生成などの粉体プロセスを精緻に制御し、所望する粒子を取得し、かつ所望する機能を発現させるために、分散・凝集、粉砕、混合、圧縮成形などの粉体プロセスを自在に制御する必要があります。本研究室では粉体プロセスを自在に精緻に制御するためのツールとしてのシミュレーション法の創成を行っています。本シミュレーションによって、粉体プロセスを最適化することにより、省エネルギー化や省資源化を図っています。また、粉体プロセスの一つである粉砕操作によって発現するメカノケミカル現象を積極的に活用し、都市鉱山からの金属リサイクルやバイオマスからの創エネルギーに関する研究を展開しています。

従来技術との比較

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

多元物質科学研究所

加納 純也  

Junya Kano

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