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マクロクラスター

表面力測定による材料ナノ界面科学の創製

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特徴・独自性
  • 固- 液界面現象、そして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、そして当研究分野で開発した液体ナノ薄膜の構造化挙動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やナノレオロジー・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 開発研究部 界面分子エンジニアリング

栗原 和枝  

Kazue Kurihara

摩擦

摩擦と摩耗の制御に立脚した高機能機械システムの創成

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特徴・独自性
  • トライボロジー(摩擦と摩耗の制御)は、機械に対する普遍的要求である「高機能、高効率、高信頼性」の鍵を握る科学技術です。当研究室では、摩擦と摩耗制御の鍵として「なじみ」に着目し、摩擦により誘起される接触面での現象の体系的理解を基礎研究の柱に、さらに摩擦により高機能界面を継続的に自己形成させる技術を摩擦・摩耗制御技術と位置づけ、そのための材料・表面テクスチャの創成技術開発、表面エネルギー・摩擦化学反応の制御技術開発を行っています。
実用化イメージ

トライボロジーは、多面的な知識の融合が必要となる学際科学であり、モノづくりのための基盤技術です。様々な分野の技術者、研究者の皆様との深い連携は、摩擦と摩耗の制御に基づく高機能、高効率、高信頼性を有するモノづくりに不可欠です。産学連携の研究開発を希望する所以です。

研究者

大学院工学研究科 機械機能創成専攻 機能システム学講座(ナノ界面制御工学分野)

足立 幸志  

Koshi Adachi

末梢神経障害

ヒト間葉系細胞からのシュワン細胞誘導と脊髄損傷、脱髄性疾患への応用

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特徴・独自性
  • 骨髄や臍帯由来の細胞は自己および他家移植ですでに臨床応用されており、バンクが設立されている、容易に培養可能である、腫瘍形成が無く安全性が担保されているなどの利点がある。これらの組織から分化能力の高い間葉系幹細胞を得て、神経再生を促し機能の回復をもたらすことのできるシュワン細胞を極めて高い誘導効率で作製する技術を開発した。骨髄あるいは臍帯から数週間で1000 万個ほどの間葉系幹細胞が樹立可能である。特定のサイトカインの組み合わせによって97%前後の高い効率で末梢性グリアであるシュワン細胞を短期間で誘導可能である。また末梢神経損傷、脊髄損傷において有効性が確認されている(Eur, J. Neurosci 2001; J.Neurosurg, 2004, J. Neuropathol.Exp. Neurol, 2005, BiochemBiophys Res Commun, 2007;Tissue Eng., 2011)。この方法は霊長類を用いた1年にわたる前臨床試験で安全性と有効性が確認されている(Exp. Neurol., 2010)。
実用化イメージ

誘導されたシュワン細胞は傷害を受けた末梢・中枢神経組織に移植すると切断されたり損傷を受けた神経線維の再伸長を促すだけでなく、髄鞘(ミエリン)を再形成し跳躍伝導の回復をもたらすことを確認している。従って事故や怪我による神経断裂などの損傷だけでなく、神経変性疾患や脱髄性疾患においても有効性があると期待できる。この技術を医療や産業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

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座(細胞組織学分野)

出沢 真理  

Mari Dezawa

マテリアルズインフォマティクス

計算材料学

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特徴・独自性
  • 私たちは、第一原理計算と情報学を用いて、従来実験では到達できなかった数の物質を探索し、有望な材料を発見することを研究テーマとしております。特に、第一原理計算の自動化やデータベースの構築、さらにはそれらを用いた特性の理解、新材料探索を得意としています。
実用化イメージ

自動計算の仕組みの導入や、どのような計算を行うかのアドバイス、計算で得られた結果の解釈を通して、実用に資する新材料の探索を共同で行います。また情報学を用いた材料研究の支援を行います。

研究者

金属材料研究所 材料プロセス・評価研究部 複合機能材料学研究部門

熊谷 悠  

Yu Kumagai

マテリアルフロー分析

サプライチェーンを通じた資源利用と関連するリスクの可視化

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特徴・独自性
  • マテリアルフロー解析、産業連関モデルに基づくサプライチェーン解析により資源の流れを明らかにし、資源採掘・精錬・輸送に関わるサプライチェーンの各拠点、経路の各属性別リスクデータとの融合を行い、我が国の科学技術イノベーション政策、資源安全保障に寄与する知を生み出します。
実用化イメージ

これまで共同研究・連携を行った経験があるのは鉄鋼産業、自動車産業です。省資源化技術導入による環境影響評価を行いたい行政機関や事業者との連携も積極的に行っていきたいと思っております。

研究者

大学院環境科学研究科 先進社会環境学専攻 環境政策学講座(環境・エネルギー経済学分野)

松八重 一代  

Kazuyo Matsubae

マナー

「形」と「振る舞い」の美しさ

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概要

一言で言うと,「化粧心理学」と「災害心理学」をテーマとして研究しています。

従来技術との比較

「化粧心理学」については,現在の隆盛に至る牽引者であるという自負があります。
「災害心理学」については,穏やかな被災生活の維持に注目した,被災者のマナーという,独自の視点が特徴です。

特徴・独自性
  • 感情の観点から、「形」と「振る舞い」の美しさについて研究しています。形のほうは、主に化粧の心理・文化的研究です。たとえば、スキンケアのリラクセーション効果の生理心理学的研究、アイシャドーで目を大きく見せるテクニックの知覚心理学的研究、フレグランスのアロマコロジー効果の研究などです。「振る舞い」のほうは、冷静に秩序を保った東日本大震災の被災者の心理、災害時に立ち上がる創発規範などを研究しています。
実用化イメージ

化粧品メーカーや、ゴミの不法投棄問題を扱う公的機関等との共同研究実績があります。心理・文化的価値を商品に込める、あるいは社会生活に潤いと美しさをもたらすような共同研究を歓迎します。

研究者

大学院文学研究科 総合人間学専攻 心理言語人間学講座(心理学専攻分野)

阿部 恒之  

ABE Tsuneyuki

摩耗

new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 附属統合流動科学国際研究教育センター 混相流動エネルギー研究分野

石本 淳  

Jun Ishimoto

マルチアンビル

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

マルチスケール解析

マルチフィジックス解析

マルチフィジックス・マルチスケールシミュレーション

エネルギー・環境問題の解決に向けたマルチフィジックス・マルチスケールシミュレーションによる材料設計

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特徴・独自性
  • エネルギー・環境問題の解決には、燃料電池、リチウムイオン電池、トライボロジーなどの多様な研究分野において高機能・高性能材料の開発が必須です。久保研究室では、ナノスケールにおける化学反応とマクロスケールの多様な物理現象が複雑に絡み合ったマルチフィジックス・マルチスケール現象を解明可能な量子論に基づくシミュレータを世界に先駆けて開発することで、理論に基づく高精度な材料設計を推進しています。
実用化イメージ

久保研究室で開発したマルチフィジックス・マルチスケールシミュレーション技術の活用により、自動車、機械、エレクトロニクス、材料、金属、化学等の多様な企業における材料開発を高精度な理論に基づき促進します。

研究者

金属材料研究所 材料設計研究部 計算材料学研究部門

久保 百司  

Momoji Kubo

マルチボディダイナミクス

浮体式洋上風車・次世代航空機の非線形空力弾性・マルチボディ解析技術

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概要

浮体式洋上風車・次世代航空機は軽量細長なブレード・翼を有するため,非線形空力弾性変形が避けられません.本研究では回転座標を一切使わない高効率な非線形空力弾性解析法を構築してきました.また,この非線形空力弾性変形は浮体の揺動や航空機の舵面駆動といったボディ同士の相対運動(マルチボディダイナミクス)と連成します.我々は支配方程式レベルからこの新たな連成問題に対する解析法の構築に取り組んでいます.

従来技術との比較

本研究で提案する非線形解析法を用いれば,従来の線形解析法では捉えることができない大変形に伴うフラッタ発生速度の低下や変形と飛行挙動の連成現象を扱うことができます.

特徴・独自性
  • 回転座標を一切使わない分かりやすい非線形構造解析法
  • 大変形に対応した高効率な非定常流体計算法
  • 浮体の揺動や航空機の舵面駆動といったボディ同士の相対運動を捉えるマルチボディダイナミクス
実用化イメージ

流体構造関連機械の挙動予測・空力弾性解析・構造解析・振動解析・空力解析
浮体式洋上風車
衛星航空機高アスペクト比翼旅客機
・ヘリコプター,ドローン
・ロボット,建設機械

研究者

大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻 宇宙システム講座(宇宙構造物工学分野)

大塚 啓介  

Keisuke Otsuka

マルチメディア

聴覚・多感覚音空間情報の収音・操作・合成技術の開発

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特徴・独自性
  •  3次元音空間における人間の様々な聴覚特性の解明と、その知見に基づいた3次元音空間の高精度収音・再生技術の開発、および、そのシステム実現に取り組んでいる。3次元音空間収音・再生技術は次世代マルチメディアコミュニケーション基盤技術の一つとして重要であり、各種音響実験を行うための無響室や、全周囲から耳までの音響伝達特性を測るための多目的防音シールド室など、この研究を高い次元で行うために必要な実験設備を有している。
実用化イメージ

 高臨場感情報通信・放送分野や各種アミューズメント等、音、特に3次元音空間に関する様々な内容での連携が可能である。また、ユニバーサルコミュニケーションを指向した聴覚・多感覚コミュニケーションシステムの開発といった観点での連携も想定できる。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 先端音情報システム研究室

坂本 修一  

Shuichi Sakamoto

マルチメディア教材

対話型教授システムIMPRESSIONによる次世代教育環境

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特徴・独自性
  • IMPRESSION は、対面教育、遠隔教育の双方において各種マルチメディア教材を活用した対話型インストラクションのための教授システムです。このIMPRESSION では、講師と学習者との対話に着目した成長型教授設計プロセスモデルであるダブルループモデルに基づき、実際の学習者に応じたインストラクションの設計、実施、評価、改善を可能とし、これにより、効果的で魅力的な教育を実現します。
実用化イメージ

一般的な学校教育現場における高度なメディア活用教育のほか、遠隔地の社員を対象とした研修等、各種教育の実施環境、および、そのためのデザインツールとして活用することができます。

研究者

データ駆動科学・AI教育研究センター デジタル教育研究部門

三石 大  

Takashi Mitsuishi

マルファン症候群

マルファン症候群における解離性大動脈瘤予防薬の開発及び事業化

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特徴・独自性
  • マルファン症候群(MF)は、微細線維と呼ばれる細胞外マトリックス成分の機能不全を原因に致死性の解離性大動脈瘤を発症することが知られています。これまでMF の治療に関して、薬物療法と外科手術で正常の人なみに寿命を延長することは可能になりましたが、再外科治療を余儀なくされる事も多いです。そのため患者への負担軽減のためにも、先行技術では成し得なかった解離性大動脈瘤を予防する生物製剤の開発および実用化を目指しています。
実用化イメージ

本技術は、MFにおける解離大動脈瘤の予防治療を可能にする世界発のタンパク質製剤開発を目指しています。難病治療薬を取り扱っている製薬企業およびベンチャー企業との連携により実用化が期待されます。

研究者

大学院歯学研究科 歯科学専攻 エコロジー歯学講座(歯科保存学分野)

齋藤 正寛  

Masahiro Saito

慢性疾患

細胞内在の転写因子活性の定量評価

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特徴・独自性
  • 遺伝子発現プロファイルを計測する手法は多様にあるが、遺伝子の発現を制御する転写因子の活性を定量評価する技術は不足している。我々は生体組織内細胞や培養細胞が発現する複数の内在転写因子の転写活性を直接定量評価する技術を開発した。本技術を用いることにより病態や生理活動に関連して生体組織内細胞の状態がどのように変化するのか解析することができる。転写因子活性を指標にした慢性疾患の病理解明、転写因子活性をモニターすることによる医薬品の開発や薬品の効能、副作用のスクリーニングなどに有用であると考えられる。
実用化イメージ

研究者

大学院生命科学研究科 脳生命統御科学専攻 神経ネットワーク講座(脳機能発達分野)

安部 健太郎  

Kentaro Abe

慢性腎臓病

腎臓線維化の原因細胞を用いた線維化治療薬の開発

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特徴・独自性
  • 慢性腎臓病は病態が複雑ですが、共通して腎臓が線維化することから、線維化が治療標的として注目されています。腎線維化は線維芽細胞が筋線維芽細胞に形質転換することによって進行しますが、私たちは、この形質転換は可逆的であり、線維化は治療可能であることを見出しました。また、腎臓の筋線維芽細胞に由来する細胞株「Replic細胞」を樹立し、Replic細胞が線維芽細胞の性質を回復する条件を同定しました。
実用化イメージ

線維化した腎臓の筋線維芽細胞に由来するReplic細胞株を元の線維芽細胞に戻す化合物や遺伝子を探索することにより、腎臓線維化および慢性腎臓病の革新的医療の開発につながる。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 酸素代謝制御プロジェクト

鈴木 教郎  

Norio Suzuki

ミエリン

ヒト間葉系細胞からのシュワン細胞誘導と脊髄損傷、脱髄性疾患への応用

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特徴・独自性
  • 骨髄や臍帯由来の細胞は自己および他家移植ですでに臨床応用されており、バンクが設立されている、容易に培養可能である、腫瘍形成が無く安全性が担保されているなどの利点がある。これらの組織から分化能力の高い間葉系幹細胞を得て、神経再生を促し機能の回復をもたらすことのできるシュワン細胞を極めて高い誘導効率で作製する技術を開発した。骨髄あるいは臍帯から数週間で1000 万個ほどの間葉系幹細胞が樹立可能である。特定のサイトカインの組み合わせによって97%前後の高い効率で末梢性グリアであるシュワン細胞を短期間で誘導可能である。また末梢神経損傷、脊髄損傷において有効性が確認されている(Eur, J. Neurosci 2001; J.Neurosurg, 2004, J. Neuropathol.Exp. Neurol, 2005, BiochemBiophys Res Commun, 2007;Tissue Eng., 2011)。この方法は霊長類を用いた1年にわたる前臨床試験で安全性と有効性が確認されている(Exp. Neurol., 2010)。
実用化イメージ

誘導されたシュワン細胞は傷害を受けた末梢・中枢神経組織に移植すると切断されたり損傷を受けた神経線維の再伸長を促すだけでなく、髄鞘(ミエリン)を再形成し跳躍伝導の回復をもたらすことを確認している。従って事故や怪我による神経断裂などの損傷だけでなく、神経変性疾患や脱髄性疾患においても有効性があると期待できる。この技術を医療や産業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

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座(細胞組織学分野)

出沢 真理  

Mari Dezawa

ミクロ組織

状態図と材料開発

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特徴・独自性
  • 金属、セラミックスにおける状態図の実験的決定と計算状態図の研究を行っています。状態図を基に、優れた性能や特異な機能性を有する新しい構造材料(鉄合金、銅合金、耐熱材料etc.)や機能材料(形状記憶合金、超弾性合金etc.)の提案と、ミクロ組織制御・特性評価を通した材料設計を行っています。特に、相変態を利用した単結晶製造方法の開発や、新規形状記憶合金の開発と制震部材への展開などに取り組んでいます。
実用化イメージ

新規材料開発における基盤技術として、相平衡や状態図を知りたい、ミクロ組織と特性の関係を明らかにしたい、といったニーズに対して連携の可能性があります。

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)

大森 俊洋  

Toshihiro Omori

キャビテーションによる水処理

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特徴・独自性
  • キャビテーションを意図的に発生させた水を用いて水耕栽培を行うと、植物の活性が高まり、植物の成長を早めたり、植物の質を高めたりすることができます。また養殖などに有害なプランクトンを含む水をキャビテーションで処理すると、プランクトンを殺滅することができます。薬品を使うことなく、殺菌や滅菌などの水処理を行うことができるので、環境負荷が少ない水処理法です。低価格の設備で、かつ低ランニングコストでキャビテーションを発生できる装置を開発しているので、植物工場や養殖などの水処理に適用することが可能です。本技術を活用したい企業や団体との共同研究を希望します。あるいは本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行うことも可能です。
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科 ファインメカニクス専攻 材料メカニクス講座(知的計測評価学分野)

祖山 均  

Hitoshi Soyama