東北大学　研究シーズ集

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登録されている研究テーマ 418件

あ 行
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せ

赤血球分化の新規調節機構を標的とした斬新な貧血治療薬の開発

 
 
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特徴・独自性
  • 貧血は世界で最も罹患率の高い疾患であるが、輸血やエリスロポエチンなどの既存治療法の効果はしばしば限定的である。我々は代謝酵素の抑制により、赤血球産生が促進される事を発見し、新たな貧血治療戦略を見出した。さらに、同酵素活性をモニターできる人工遺伝子を開発し、スクリーニング系を確立している。
実用化イメージ

産学連携により、この新しい制御機構を標的とする低分子化合物等の探索・評価を迅速に進め、斬新な貧血治療薬の開発へとつなげたい。また、ドラッグリポジショニングの可能性についても共同で検討していきたい。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座（生物化学分野）

五十嵐 和彦  

Kazuhiko Igarashi

セラミックスのイオン輸送を利用した燃料電池とエネルギー貯蔵

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • イオン導電性セラミックスを用いて高温で動作する固体酸化物形燃料電池は、様々な燃料を高い効率で利用することができる発電システムです。当研究室では、さらなる高性能、低コスト、高信頼性を達成するために、材料の電気化学的・機械的挙動について、基礎的・多角的な研究を行っています。また、燃料電池の逆反応を用いて、再生可能エネルギーから得た電力を水素やメタンとして貯蔵する研究も行っています。
実用化イメージ

学内外の研究機関や企業および団体と協力しながら、燃料電池技術の商用化に向けて取り組んでいます。また、機能性材料のイオン輸送、界面反応、機械的特性の評価および解析技術を通して、新技術の開発にも貢献します。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 高温固体電気化学エネルギー変換材料の評価・解析技術開発

川田 達也  

Tatsuya Kawada

先端ワイヤレス通信

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 地上系・衛星系を統合した高度情報ネットワークの実現を目指して、高信頼かつ電力消費の少ない先端ワイヤレス通信技術に関して、高周波回路、信号処理回路、RFIC、実装技術から送受信機技術、変復調、ネットワーク技術に至るまで、一貫した研究・開発を行っています。
実用化イメージ

地上無線通信あるいは衛星通信用の送受信機のハードウェア技術、例えば、ディジタルRF、フェーズドアレーアンテナなどのビームフォーミング回路、ソフトウェア無線機の技術に関して、共同研究が可能と考えています。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 先端ワイヤレス通信技術研究室

末松 憲治  

Noriharu Suematsu

そ

創・省エネルギー無機材料の創製

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 新しい材料の登場は、我々が予想もしない波及効果を生み出す力を秘めています。私たちの研究グループでは、化学結合や電子構造の理解に基づく材料やその作製プロセスを設計・開発しています。固相、液相、気相法など各種のプロセスを基盤技術として、固体中のイオン輸送に関わる新材料創製、薄膜太陽電池に適した新材料やその究極性能を実現する製造プロセスのほか、エネルギー製造や省エネルギーを成し遂げる新材料を提供すべく、材料の設計から、製造プロセスの開発、プロトタイプ素子の作製までをカバーした研究を展開しています。
実用化イメージ

現在は、太陽電池、燃料電池を主なターゲットとし、硫化物半導体、酸化物半導体、プロトン伝導性電解質・電極材料などの研究を実施しています。新しい無機材料の創製技術の適用範囲は、これらに限定的されるものではありません。

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 原子空間制御プロセス研究分野

小俣 孝久  

Takahisa Omata

ソトス症候群の簡易スクリーニング法の開発

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　ソトス症候群はNSD1遺伝子の欠失または点変異によるハプロ不全により発症する小児期の顕著な過成長、特異的頭顔面、精神発達障害など多様な症状を呈する常染色体優性遺伝性疾患ですが、NSD1点変異の特定は困難で診断に至らないケースも少なくありません。当研究グループはNSD1のハプロ不全で顕著な発現調節を受ける遺伝子群の特定に成功し、これらの遺伝子群の定量による本症のスクリーニング法の開発に取り組んでいます。
実用化イメージ

ソトス症候群のスクリーニングのための臨床検査法の開発を企業と共に取組み、過成長と精神発達障害を来す児の鑑別のための臨床応用を行うことを希望しています。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 神経・感覚器病態学講座（精神神経学分野）

富田 博秋  

Hiroaki Tomita

ソフトでウェットな計測・発電デバイス

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • モノづくり工学の次代ステージは、エネルギー効率や生命環境親和性に優れるバイオ材料（タンパク質や細胞）の機能活用です。我々は、脆弱なバイオ材料の機能を最大限に活用する技術体系の構築に取り組んでおり、「ハイドロゲルへの電気配線技術」、「バイオ組織化の電気制御技術」、「酵素電極シールの作製技術」などを実現しています。
実用化イメージ

上記技術は、「細胞アッセイシステム」、「DDS デバイス」、および酵素発電で駆動する「健康医療機器」などに活用され、健康・医療・創薬・食品・化粧品業界に関係すると期待しています。

研究者

大学院工学研究科 ファインメカニクス専攻 バイオメカニクス講座（バイオデバイス分野）

西澤 松彦  

Matsuhiko Nishizawa

た

第一原理計算に基づく新材料・素子機能の理論設計

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 超高密度磁気記録用読出しヘッドや不揮発性スピンメモリなど高機能なスピントロニクス素子を実現するため、高スピン偏極材料を用いた磁気抵抗素子における電気伝導に関する理論研究に取り組んでいます。また、磁化の熱ゆらぎに対する耐久性向上を目指して、垂直磁気材料を用いた磁気抵抗素子の研究にも着手しています。強磁性体と酸化物の界面での結晶構造を理論的に設計して、磁気抵抗性能を向上させるための指針を得ることに成功しています。経験的パラメタを必要としない第一原理計算手法は、スピントロニクス分野に限らず、多様な材料研究・開発の場において重要な役割を果たすものと確信しています。共同研究のご要望がございましたら、ご一報いただければと思います。
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研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 物性機能設計研究室

白井 正文  

Masafumi Shirai

大規模言語モデルを支える自然言語処理技術

 
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概要

　

従来技術との比較

　

特徴・独自性
  • 私たちは、言語モデルの推論過程や数量・記号の処理メカニズムを解明し、自然言語処理技術のさらなる発展を目指しています。統計的な機械学習モデルが数値や記号をどのように処理し、学習データから得た知識を推論時にどのように活用しているのかを観察・分析することで、高信頼性かつ解釈可能なAIシステムの開発を推進します。また、これらの基盤技術を応用し、実世界で運用可能な対話システムの開発や、教育支援、耐災害情報処理、異常検知といった実践的な研究にも取り組んでいます。さらに、法律・医療・化学・脳科学・コンピュータビジョンなど、多様な学際領域と連携し、自然言語処理技術の新たな応用可能性を探求しています。
実用化イメージ

本技術は、高信頼な知識検索・要約により、論文・技術レポート・公的文書などの情報整理や要約を通じて、研究開発や政策立案を支援する可能性があります。また、専門分野向け言語モデルを活用し、医療・法律・科学技術分野での文書解析・翻訳・要約の精度向上が期待されます。さらに、学習支援システムとして、記述式答案の自動採点や個別最適化フィードバックを活用することで、教育の質向上に寄与することが考えられます。次世代対話システムにおいても、カスタマーサポートやヘルスケア相談などで、より自然な対話の実現が見込まれます。加えて、言語モデルによる推論過程の可視化を通じ、AI活用の透明性・公正性の向上が期待されます。耐災害情報処理・異常検知に関しても、災害時の情報整理やフェイクニュースのフィルタリングによる迅速な情報提供の支援が想定されます。

研究者

大学院情報科学研究科 システム情報科学専攻 知能情報科学講座（自然言語処理学分野）

坂口 慶祐  

Keisuke Sakaguchi

胎生致死とならずに出生後に貧血を発症

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　エリスロポエチン（Epo）関連薬剤の開発には腎性貧血等の病態モデル動物の存在が求められるが、Epoノックアウトマウスは胎生致死となること、また外科手術/薬剤処理で作出されるモデルでは貧血状態に実 験間/個体間差が大きく、モデルとして適切でない。本発明はこうした課題をクリアした、トランスジェニックマウス（以下、I-SAM）に関する。I-SAMは、内在のEpo遺伝子がGFP遺伝子の挿入によりホモでノック アウトされており、かつEpo遺伝子転写開始点の上流3.3kbpから下流 4.5kbpの領域（以下、トランスジーン）が導入されている。出生前のISAM では肝臓等でトランスジーン由来のEpoが発現し、胎生致死にな らない。出生後はトランスジーンが腎臓等の主要なEpo産生組織におい て転写活性を持たないことから、Epoを発現せず、貧血状態となる。
  • 　ISAM は以下の特徴を有する。
  • 　Epoノックアウトでありながら胎生致死とならない、出生後に安定的に高レベルの貧血状態を発現する、腎機能は正常である、組織内Epo産生細胞がGFPで標識されている、寿命が長く交配による繁殖が可能
実用化イメージ

・内因性Epoの影響を排除した評価試験
・貧血治療薬の効果を検討する創薬研究開発

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 生体機能学講座（分子医化学分野）（基礎）

山本 雅之  

Masayuki Yamamoto

第3世代　T細胞レパートリー解析技術開発

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 病気から身体を守るために、T 細胞やB 細胞という免疫細胞が働いています。T 細胞は、その受容体によって様々な病原体に対応でき、10の18乗ものT 細胞受容体、すなわちレパートリーを持っています。B細胞も同様で、B細胞受容体は抗体になり、抗体も多くのレパートリーを持っています。例えば、がんを排除できるT 細胞受容体を特定できれば、このT 細胞受容体をもとにした創薬が可能となり、がんをより効率的に排除できるようになります。T 細胞受容体やB細胞受容体を網羅的に調べる技術は以前からありましたが、精度や効率性に問題がありました。我々はこの問題を克服し、高精度・高効率の解析技術、いわゆる免疫受容体解析技術を新たに開発しました。
実用化イメージ

この技術はT 細胞やB細胞が関係するあらゆる疾患に応用できるため汎用性が高く、がんや自己免疫疾患、感染症に対する治療薬、ワクチン開発、遺伝子治療などの新規治療法の開発および個別化医療を可能とします。

研究者

加齢医学研究所 加齢制御研究部門 生体防御学分野

小笠原 康悦  

Koetsu Ogasawara

太陽電池用Si多結晶インゴットの成長技術開発

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 太陽電池用Si 多結晶インゴットの高品質化成長技術開発を進めています。従来の結晶成長技術に比較して、不純物や結晶欠陥が少ないSi多結晶インゴットを作製する独自の技術開発を行っています。
実用化イメージ

Si結晶インゴット製造メーカー、結晶成長炉製造メーカー、太陽電池製造メーカーとの産学連携の可能性があります。

研究者

金属材料研究所 附属先端エネルギー材料理工共創研究センター 光エネルギー材料研究部

藤原 航三  

Kozo Fujiwara

対話型教授システムIMPRESSIONによる次世代教育環境

 
 
 
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概要

従来技術との比較

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

高い空隙率をもつ多孔質SiCを簡便に作製

概要

炭化ケイ素のフラクタル多孔体
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T21-019.pdf

従来技術との比較

SiCの多孔質化には従来微細加工などが用いられてきた。本発明はSiCフラクタル多孔体をバルクで合成する手法を提供する。

特徴・独自性
  • M g 蒸気でシリコーン樹脂を還元することで、SiC 多孔体を形成することができます。フラクタル構造を持つ階層的な多孔体が形成されます。従来の微細加工では困難だった表面等に形成が可能です。
実用化イメージ

耐熱性のあるファインセラミクス多孔体として利用可能です。

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

次世代パワー半導体（SiC/GaN）の性能を極限まで引き出す超小型・高放熱・高信頼な実装技術と集積化パワーエレクトロニクスの研究開発

 
 
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概要

カーボンニュートラル社会の実現に向け、次世代パワー半導体（SiC/GaN）の性能を極限まで引き出す実装技術を研究しています。素材設計からデバイス構造、高度な冷却技術、信頼性評価までを統合した「一気通貫」の研究体制を構築。世界最高水準の出力密度を実現する革新的な「両面冷却構造」や、リード線レスの「Power-CSP」技術を開発し、エネルギー損失を最小化する次世代電源システムの創出を目指しています

従来技術との比較

従来の片面冷却構造に対し、独自の「両面冷却技術」や3次元配線の導入で、体積あたりの出力密度を約3倍に向上させています。また、配線インダクタンスを劇的に低減し、高速動作時のサージ電圧と損失を大幅に抑制可能です

特徴・独自性
  • • 実務に基づく社会実装力：企業での開発経験を背景とした、極めて実用性の高いパッケージング技術。
  • • 垂直統合型アプローチ：材料選定から回路設計、ナノテラス等を活用した評価までを同一拠点で完結させる研究スタイル。
  • • 世界トップクラスの冷却・小型化技術：NEパワー・エレクトロニクス・アワード2024を受賞した、理論限界に迫る実装技術。
  • • 次世代WBGへの最適化：SiCやGaNの特性を損なわない、高周波・高温動作に耐えうる新構造パッケージングの確立。
実用化イメージ

EV用インバータ、再エネ変換器、データセンター電源への適用を想定しています。素材開発からプロトタイプ実証までの共同研究を通じ、新産業創出と脱炭素化を共に推進する企業との連携を求めています

研究者

国際集積エレクトロニクス研究開発センター 研究開発部門

髙橋 良和  

Yoshikazu Takahashi

多結晶でも単結晶と同レベルの特性を示し、フレキシブル基板上に製膜可能

 
 
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概要

多結晶ホイスラー合金薄膜
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-2968.pdf

従来技術との比較

従来技術では大きな異常ネルンスト効果や異常ホール効果等の特性を発現させるためにバルク単結晶や単結晶薄膜が不可欠と考えらえてきたが、本技術により単結晶化が不要となる。

特徴・独自性
  • Co2MnGaやCo2MnAlに代表されるCo 基ホイスラー合金の多結晶層を、絶縁性のAlN 層で挟みこむことで、結晶配向の制御や結晶性の向上を促進することができ、高い特性を発現させることが可能となります。また、単結晶成長を必要としないため基板を選ばずに作製可能であり、フレキシブル基板の上でも高い特性が得られます。
実用化イメージ

パイプ内の排液や室内外温度による発電を可能とする熱電変換素子、フレキシブル基板上にホールセンサを初めとする高感度センサなどへの応用展開の可能性がある技術です。

研究者

金属材料研究所 物質創製研究部 磁性材料学研究部門

関 剛斎  

Takeshi Seki

多元系酸化物ナノ粒子からなる高活性触媒開発

 
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概要

多種の金属元素からなる多元系酸化物は、近年触媒材料として注目される材料である。当研究グループでは最近、多種の金属元素からなる多元系酸化物ナノ粒子の合成法を確立した。得られた触媒は、高活性な電気化学触媒（電極触媒）材料、あるいは物質・エネルギー変換反応を進行させる触媒として機能することが期待できる。

従来技術との比較

従来研究では、多元素酸化物のナノ粒子化は困難であったが、本研究では粒子径の制御された単分散ナノ粒子の合成に成功した。

特徴・独自性
  • 従来法では合成できなかった多元系酸化物ナノ粒子が合成できます。
  • 目的とする反応に応じて、様々な金属元素・組成を有するナノ粒子の設計が可能です。
  • 従来触媒では達成できなかった活性・安定性が期待できます。
実用化イメージ

高効率な電気化学的物質・エネルギー変換反応、選択的な物質変換（バイオマス等）反応を実現する触媒材料として、環境・エネルギー問題への貢献が期待できます。

研究者

多元物質科学研究所 プロセスシステム工学研究部門 超臨界ナノ工学研究分野

岩瀬 和至  

Kazuyuki Iwase

多成分系におけるタンパク質物質拡散係数の導出法

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 物質拡散係数の高精度測定は、諸々の熱物性値測定の中でも困難とされており、特にタンパク質においては分子数が大きいため拡散現象が非常に遅いことなど、多くの点から困難とされてきました。これに対し、当研究室では最新画像処理技術を用いることにより、少量のタンパク質試料で微小非定常拡散領域を測定する方法を開発しました。既存の光学系に位相シフト技術を組み込むことで、高精度化を実現し、拡散場内のわずかな濃度変化も検知できる測定系システムを構築しました。生体組織内に代表されるような極限環境下では複数の物質が同時に物質移動する多成分系拡散現象がおきています。本測定法では同時に複数の物質の拡散係数を測定できる特徴を有しており、この測定法を用いることで多成分物質拡散現象を定量的に評価できます。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強く希望しております。
実用化イメージ

研究者

流体科学研究所 複雑流動研究部門 伝熱制御研究分野

小宮 敦樹  

Atsuki Komiya

多層膜光学素子の開発とテイラーメイドX線光学素子の開拓

概要

X線は進行方向を変える（レンズを作る）ことが難しく、ミラーで反射させることで集光させます。このとき、一層の厚さが数nmの極薄多層膜を曲面に沿って精密に膜厚制御されたミラーを用いると、直入射で高反射率が得られます。この原理を用いることで、実験室の光源でも明るく解像度の高い軟X線顕微鏡が実現できます。

従来技術との比較

軟Ｘ線の反射波長は多層膜の層厚と入射角に依存します。結像ミラーでは曲面に沿って入射角が変わるため、精密な層厚制御なしでは反射する軟Ｘ線の波長が変わり、明るい顕微鏡が実現できません。

特徴・独自性
  • 速度可変シャッター機構を使ったイオンビームスパッタリング成膜による精密膜厚分布制御成膜法
  • ４枚の直入射ミラーで反射波長を一致させた実験室光源を用いた軟X線顕微鏡
  • 精密膜厚分布制御成膜法により、基板面内で反射波長が連続的に変化する硬X 線ポリクロメーターの実現（放射光施設内の白色ビームラインでの応用）
実用化イメージ

収差が小さく明るい軟Ｘ線顕微鏡を実現できます。生物細胞の内部構造の観察や軟X線露光装置に用いるマスクの検査等の用途への適用が期待されます。

研究者

国際放射光イノベーション・スマート研究センター 基幹研究部門 オペランド計測スマートラボ

羽多野 忠  

Tadashi Hatano

バイオマスエネルギー

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 生ごみや糞尿のメタン発酵によるバイオマスエネルギー生産は一般的になりつつありますが、農作物生産過程で出る茎葉などの非食用部分や難分解な食品系ごみからメタンガスと回収する技術として、牛の胃液を活用したルーメン・メタン発酵の研究をしています。特に、従来前処理・後処理と2相処理が必要であったものを1相処理でもできるように工夫しています。様々な原料のメタンガス生産促進について調査しています。
実用化イメージ

農業系廃棄物が出るような企業や、メタン発酵を既に行なっている企業、有機性廃棄物を資源循環したいと考えている企業が良いと考えます。自社で排出されるごみを有効利用することでCO2削減に貢献したい企業などを希望します。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 動物生命科学講座（動物環境管理学分野）

多田 千佳  

Chika Tada

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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