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材料

超臨界法で合成された金属酸化物ナノ粒子を用いた炭化水素の低温改質反応

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特徴・独自性
  • 超臨界水を反応場とする有機修飾ナノ粒子の合成技術を利用することで、サイズ、結晶面が制御された、様々な金属酸化物ナノ粒子の合成に成功している。低温域での酸素貯蔵/放出能力が非常に高く、有意な速度で酸化的炭化水素の改質反応が進行する。
実用化イメージ

バイオマス廃棄物・重質油やメタンの低温改質反応。将来的には廃棄物・プラスチックのCO2フリー完全リサイクルをはじめとした低炭素社会構築につながる技術として期待される。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所 ソフトマテリアルグループ

阿尻 雅文  

Tadafumi Ajiri

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。
実用化イメージ

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

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所 デバイス・システムグループ

藪 浩  

Hiroshi Yabu

機能性結晶材料と結晶成長技術の開発

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特徴・独自性
  • 融液からの結晶成長技術を利用した新規の機能性結晶材料を開発することを特徴とした研究を行っている。具体的には、シンチレータ材料・光学材料・圧電材料・熱電材料・金属材料を対象物質として研究を行っている。さらに、独自の結晶成長技術を用いた新規機能性材料のバルク単結晶化や難加工性金属合金の線材化技術などを開発している。
実用化イメージ

シンチレータや圧電素子等の単結晶が利用されている検出器や光デバイス、電子機器向けの新規材料探索や材料の高品質化に貢献できる。さらに、融液の直接線材化技術を用いた様々な難加工性合金の細線化が可能である。

研究者

金属材料研究所 材料設計研究部 先端結晶工学研究部門

横田 有為  

Yui Yokota

構造制御による複合材料の多機能化と新機能付与

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特徴・独自性
  • 科学技術の発展とともに、機械やデバイスの小型、軽量化、高性能化が求められている。当研究室では、独自装置を用いた材料創製技術、理論に基づいた数値解析技術を駆使し、種々のナノ粒子および繊維をポリマー、金属、セラミクス材料と複合化している。そして、複数の機能( 例:高強度、超軽量、発電機能、損傷検出機能、自然分解性など)を同時に発現する多機能ナノコンポジットの創製と特性発現機構の理解を得意としている。
実用化イメージ

ナノコンポジットの多機能化、新機能付与によって既存の機械やデバイスのさらなる小型化、高性能化、新機能追加による付加価値向上を目指している企業等との共同研究を希望する。

研究者

大学院環境科学研究科 先端環境創成学専攻 資源循環プロセス学講座(複合材料設計学分野)

栗田 大樹  

Hiroki Kurita

原子力・核融合材料

特徴・独自性
  • 原子力や将来の核融合炉に用いられる機能・構造材料の開発と評価に関する研究を進めている。特に、メカニカルアロイング法による分散強化合金の創製や、ナノインデンテーション法を駆使した超微小試験技術に関して独自の方法を開発している。
実用化イメージ

原子力業界や材料業界

研究者

金属材料研究所 材料設計研究部 原子力材料工学研究部門

笠田 竜太  

Ryuta Kasada

構造相転移・相変態組織形成学・エネルギー材料

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特徴・独自性
  • 構造相転移・相変態組織形成学を基軸にし、材料組織構造を制御することにより新機能を発現する材料を研究開発することを目指します。基盤材料のみならず、革新電池用エネルギー材料の開発にも重点をおきます。
実用化イメージ

蓄電池に関わる事業などは共同研究可能です。

研究者

金属材料研究所 物質創製研究部 構造制御機能材料学研究部門

市坪 哲  

Tetsu Ichitsubo

新奇有機半導体材料の合成と応用

特徴・独自性
  • 本研究では、外観構造が全く同じであるにも関わらず、電子の数が1つだけ違う特異な二つの分子を合成し、これらを混合することで、高い伝導性と物性制御性を兼ね備えた有機半導体材料を創製します。構造が同じ分子をドーパントとして用いるため、従来のドーピングの概念を超える高い割合での材料複合が可能と考えられます。幅広い物性を有する有機半導体の即時提供を可能とし、デバイス分野全体の飛躍的な進化を目指します。
実用化イメージ

研究者

高等研究機構学際科学フロンティア研究所 新領域創成研究部学際基盤研究分野 物質材料・エネルギー研究領域

上野 裕  

Hiroshi Ueno

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。
実用化イメージ

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。

研究者

大学院理学研究科 物理学専攻 電子物理学講座(巨視的量子物性分野)

大串 研也  

Kenya Ohgushi

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

高圧力下での合成,焼結

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特徴・独自性
  • 川井型マルチアンビル装置およびキュービック装置を使用して,高温高圧力下で材料合成および焼結を行う.20 GPa, 2000 Kまでは容易に行える.25 GPa, 2300 Kまで可能.
実用化イメージ

超硬材料,磁性材料,高温超伝導体などで高圧合成を必要とする物質.

研究者

大学院理学研究科 地学専攻 地球惑星物質科学講座

鈴木 昭夫  

Akio Suzuki

溶融塩を用いた高温素材プロセッシング

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特徴・独自性
  • 室温で固体のイオン結晶を加熱し、高温で溶融した液体を「溶融塩」と呼ぶ。金属アルミニウムは溶融塩中での電気分解で製造されており、産業界では大量に使用されている。その溶融塩を反応媒体として利用し、レアアース、チタン、シリコン、リチウム等、化学的に活性なレアメタルの製錬、リサイクル、表面改質法を研究している。日本でも実施可能な高付加価値製品の製造技術として、溶融塩技術を変貌させることを目指す。
実用化イメージ

業界としては、非鉄金属製錬、リサイクル、表面処理に従事する業界。用途としては、活性金属(合金)製造、廃棄物処理、耐酸化性コーティング等。

研究者

大学院工学研究科 金属フロンティア工学専攻 先端マテリアル物理化学講座(材料物理化学分野)

竹田 修  

Osamu Takeda

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。
実用化イメージ

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。

研究者

金属材料研究所 理研・物理学専攻金属物理学講座

塚﨑 敦  

Atsushi Tsukazaki

難水溶化という従来の逆の分子設計に基づく新規ナノ薬剤の創出

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特徴・独自性
  • プロドラッグ分子のみで構成されるナノ粒子『ナノ・プロドラッグ』を提唱し、疾患部位への高効率なドラッグデリバリーが可能な抗がん剤や点眼薬の開発を行っています。『ナノ・プロドラッグ』は、難水溶性にする薬剤設計指針に基づき化合物合成したプロドラッグ分子を、独自の有機ナノ粒子作製手法である『再沈法』に共することで、粒径100 nm以下で制御できます。現在、薬理効果の評価、生体内・細胞内動態に取り組んでいます。
実用化イメージ

『再沈法』は薬剤化合物に限らず、様々な有機分子をナノ粒子化する汎用性の高い手法です。有機ナノ粒子を作製制御し評価する技術を持っており、有機ナノ粒子の物性評価に関する共同研究を希望します。

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 有機・バイオナノ材料研究分野

笠井 均  

Hitoshi Kasai

構造制御による環境発電材料の高性能化と応用展開

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特徴・独自性
  • IoT 社会の実現に向けて、充電を必要としない小型センサの開発は不可欠である。当研究室では、独自装置を用いた材料創製技術、理論に基づいた数値解析技術を駆使し、材料の複合化によって、身の回りの未利用エネルギー(振動、超音波、光エネルギーなど) を電気エネルギーとして回収可能な環境発電材料の創製とさらなる高性能化を得意としている。
実用化イメージ

環境発電特性および関連特性の付与による、既存の機械やデバイスのさらなる高性能化、新機能追加から生じる付加価値向上を目指している企業等との共同研究を希望する。

研究者

大学院環境科学研究科 先端環境創成学専攻 資源循環プロセス学講座(複合材料設計学分野)

成田 史生  

Fumio Narita

次世代有価元素高効率利用技術開発

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特徴・独自性
  • 人間が使う物質やデバイス等は時代とともに変化しており、それらの性能向上のために有価元素等が利用されています。次世代では、鉱石や原料の低品位化等が予想されるとともに、高性能の新素材やデバイスの技術開発が求められています。それらの社会情勢やニーズ等に応えるために、有価元素高効率利用技術開発のイニシアチブを推進しています。
実用化イメージ

これまで構築してきた研究実績などをもとに、多くの皆様に信頼性のある研究成果や数々の従来知見を提供するとともに、関連情報もお知らせすることにより、健全な産学連携を推進しています。

研究者

マイクロシステム融合研究開発センター

鈴木 茂  

Shigeru Suzuki

情報の発信・受信やエネルギー供給を豊かにする機能性セラミックス材料の開発

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特徴・独自性
  • 反射防止薄膜、電池、電源、メモリなどの高性能化・高耐久化、ひいては、豊かな情報の発信・受信や持続的なエネルギー供給に寄与する機能性セラミックスを新奇開発しています。電子論と熱力学を中心に据えたマテリアルデザインにより、透明導電体の対偶的な材料である黒色絶縁体や、3秒で焼結可能なスラリーを開発してきました。独自に構築したイオンビーム支援パルスレーザー堆積装置で酸窒化物や酸水素化物も合成しています。
実用化イメージ

研究成果のアウトプット先の一例に、光学的機能膜 (反射防止膜、透明電極、太陽電池など)、二次電池、固体酸化物型燃料電池、メモリ関係 (抵抗変化、相変化)、などがあります。

研究者

大学院工学研究科 知能デバイス材料学専攻 情報デバイス材料学講座(エネルギー情報材料学分野)

石井 暁大  

Akihiro Ishii

自己治癒セラミックスの開発および固相変態型蓄熱材料の開発

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特徴・独自性
  • 自己治癒セラミックスの研究を行っています。自己治癒は材料表面の傷を自発的に修復する機能で、強度信頼性の向上に寄与します。主に900-1300℃程度で使用可能な自己治癒セラミックスを開発しており、現在は400℃程度で使用可能な材料開発を進めています。
  • 上記とは別に、700℃程度で鉄系材料の固相変態を利用した蓄熱材料を開発しています。蓄熱後も固相であるため、機械的強度が必要な場所で応用が期待できます。
実用化イメージ

自己治癒材料:金属材料の代替により軽量化が期待できます。(自動車のブレーキロータやジェットエンジンタービン翼等)
蓄熱材料:鉄鋼排熱を利用した木炭製造プロセス等

研究者

大学院環境科学研究科 先端環境創成学専攻 太陽地球システム・エネルギー学講座(資源利用プロセス学分野)

丸岡 大佑  

Daisuke Maruoka

液体流動を利用した新たなエネルギー変換

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特徴・独自性
  • 2次元材料であるグラフェンの上を1滴の水が滑り落ちる、または連続した流水が流れるときグラフェンに起電力が生じる現象があり、これまでの研究によって発生する起電力が流速と水が接触する界面の面積に比例することがわかっています。この現象を利用してエネルギー、環境分野へ展開する研究を行っています。液体の流動から機械的な変換を経ずに電気エネルギーを得ることができる独創的な研究です。
実用化イメージ

従来とは異なるエネルギー変換機構と基にしており、新たなエネルギーハーベスティング技術となる可能性があります。また従来の発電技術とは相補的な関係となるため、環境資源の有効活用に適した研究です。

研究者

大学院工学研究科 電子工学専攻 物性工学講座(固体電子工学分野)

岡田 健  

Takeru Okada

レアメタルフリー高性能蓄電池の先端ナノテクノロジー

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特徴・独自性
  • 高容量・高出力・高安全性・低コストの次世代蓄電エネルギーデバイスであるポストリチウムイオン電池を実現するために、単原子層物質グラフェン、金属硫化物ナノシート、ナノ結晶活物質、ナノ粒子、ナノ多孔材料などの新しい機能材料の開拓とデバイス応用を研究する。全固体型リチウム二次電池、マグネシウム電池、燃料電池、大容量キャパシタ、ウェアラブル電池などの高性能電極材料・デバイス創製の精密化学プロセスを研究する。
実用化イメージ

ポストリチウムイオン電池および革新的エネルギー材料開発を研究シーズとして素材産業、電池メーカー、電気自動車企業、スマートグリッドや再生可能エネルギー等の電力ビジネス企業との共同研究を積極的に推進する。

研究者

多元物質科学研究所 附属金属資源プロセス研究センター エネルギーデバイス化学研究分野

本間 格  

Itaru Homma