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 423件

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バイオマス由来の潜熱蓄熱材

 
 
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概要

バイオマス由来の潜熱蓄熱材
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T19-339.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　潜熱蓄熱材（PCM：Phase Change Material）を内包したマイクロカプセルは潜熱蓄熱材として建物内外壁や衣料品等に利用されている。一方、PCMとして使用される石油資源由来のパラフィンや高価な脂肪酸エステルに替わる安価で環境調和型のPCMが求められている。本発明は、パーム油等に含まれる脂肪酸や油脂をイオン交換樹脂触媒の存在下でアルコールと反応させることにより、PCMとして有用な脂肪酸エステル混合物を製造する方法を提供する。　
実用化イメージ

・原料の種類や混合比によって熱化学特性を制御できる
・再生可能資源由来の材料の安価な製造が期待される。

研究者

大学院工学研究科 化学工学専攻 プロセス要素工学講座（反応プロセス工学分野）

廣森 浩祐  

Kousuke Hiromori

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

バイオものづくりによるグリーンクロステック研究

 
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概要

ソルガムは本州でも約４〜５m程度まで成長する世界生産量第４位のイネ科植物である。また、ソルガムは乾性と湿性のものがあり、湿性からは糖蜜が搾れる。そこで福島国際研究教育機構（F-REI）プロジェクトの一環として、福島浜通りの営農休止地においてソルガムを栽培し、搾り汁と搾り粕をそれぞれカスケード活用することでカーボンニュートラルなグリーンケミカル（トランスアコニット酸、ブタノール）を製造する。

従来技術との比較

再生航空燃料（SAF: Sustainable Aviation Fuels）の製造では、微生物によってCO2とH2からエタノールを生合成し、化学反応によってエチレンを合成した後、重合・水素付加してSAFを製造している。本技術では、ソルガム搾り粕などリグノセルロースを原料として、微生物変換プロセス（Consolidated Bioprocessing）によってバイオブタノールの増産化が可能になる。

特徴・独自性
  • 植物は光合成によってCO2を吸収・固定し、さまざまな形の炭化水素を蓄積する。このリグノセルロースを完全利用することができれば、カーボンニュートラルを実現することができる。リグノセルロースの分解・糖化は当研究グループがゲノム解読した嫌気性セルロソーム生産菌Clostridium cellulovoransを活用し、この菌にブタノール発酵Clostridium属細菌を組み合わせることで１つのタンク内でリグノセルロースからブタノールを取得することができる。
実用化イメージ

本微生物変換プロセス（CBP）が事業化できれば、得られたグリーンなブタノールからSAF製造が可能になり、国内生産ができれば自動車・航空業界、物流産業やインバウンドを含む観光産業にも貢献できる。

研究者

グリーン未来創造機構 グリーンクロステック研究センター

田丸 浩  

Yutaka Tamaru

培養筋細胞を運動させる

 
 
 
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特徴・独自性
  • 培養ディッシュ上で活発に収縮活動する培養筋細胞系を作製しました。既存の培養系で得られる培養筋細胞は、収縮能力が全く未熟であるため、代謝能力も貧弱で、マイオカイン分泌もありませんでした。「運動できる培養筋細胞」を利用することによって、これまで動物実験に依存していた骨格筋の研究を培養細胞系へと移行させることが可能になります。
実用化イメージ

筋肉細胞とその運動効果を治療標的とした新たな薬剤の探索が飛躍的に加速されるものと期待されます（２型糖尿病治療・筋萎縮予防・運動効果の増強・筋の健康維持を促す薬剤のスクリーニングなど）。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 生体機械システム医工学講座（病態ナノシステム医工学分野）

神崎 展  

Makoto Kanzaki

破骨細胞が関与する疾患の予防剤又は治療剤

特徴・独自性
  • 我々は破骨細胞の活性を指標としたライブラリースクリーニングの研究により、ニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）の阻害薬が破骨細胞分化を抑制することを明らかにし、その中でも特にα7-nAChRの拮抗作用をもつmethyllycaconitine（MLA）等の選択的拮抗薬が、破骨細胞分化を効果的に抑制することを見出した。本発明は、この知見に基づき完成されたものであり、破骨細胞分化抑制剤、破骨細胞による骨吸収抑制剤、骨再生促進剤、及び骨吸収性疾患の予防又は治療剤、並びに破骨細胞分化促進剤、及び破骨細胞の機能低下に起因する疾患の予防又は治療剤等を提供する。
実用化イメージ

本発明は、破骨細胞分化を制御する受容体（α 7-nAChR）をターゲットとした強い特異的効果をもつ新薬に繋がる可能性が期待される。今後、α７-nAChRの選択的拮抗薬が、骨粗鬆症、関節リウマチにおける骨吸収を阻害する薬剤の開発に多大な貢献をすることが期待される。また、歯科では、歯周病における炎症性骨吸収の治療薬や、抜歯後の歯槽骨吸収を抑制する治療に貢献する可能性が考えられる。

研究者

大学院歯学研究科 歯科学専攻 リハビリテーション歯学講座（分子・再生歯科補綴学分野）

江草 宏  

Hiroshi Egusa

発火や破裂の危険が少ない安全な電池の実現に貢献する

概要

小さな力で容易に伸縮する高分子電解質
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-753.pdf

従来技術との比較

従来の有機電解質は発火の危険があった。一方高分子化することで固体電解質化した高分子電解質はイオン伝導性が低かった。

特徴・独自性
  • 室温で10-4 S/cmクラスのLiイオン伝導度を持つ高分子電解質の合成に成功。
  • ミクロンサイズの多孔膜と光架橋性ポリエチレングリコール（PEG）の複合化により室温での高い性能発現とLiイオンの拡散を制御。
  • 広い電位窓（4.7 V）と高いLiイオン輸率（0.39）を実現。
  • 多孔膜を電解質中に形成することでデンドライト形成の抑止効果にも期待。
実用化イメージ

Liイオン電池用の安全な電解質として利用可能。

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

犯罪予防の促進要因の検討

 
 
 
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特徴・独自性
  • 犯罪者は誰を狙い、どこで犯行に及ぶのでしょうか。また、犯罪の被害に遭わないようにするためには、我々はどのようなことを心掛け、どのような場所を避けると良いのでしょうか。あるいは、環境を整えることで犯罪を防ぐことは可能なのでしょうか。こうした点を心理学的な手法を用いて研究し、犯罪からの安全や安心を目指すための方策を考えています。
実用化イメージ

犯罪からの安全や安心だけではなく、社会全般の安全・安心を提供するような様々な業界との産学連携を想定しています。

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）

荒井 崇史  

Takashi Arai

半導体における電気的スピン生成・制御とスピン機能デバイスに関する研究

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • III-V族化合物半導体では電子スピンに内部有効磁場が働く。この効果は、外部磁場の替わりに利用できることから、電気的スピン生成や電気的スピン制御が可能になると期待されている。我々は、III-V族化合物半導体ヘテロ接合における内部有効磁場を設計し、電気的スピン生成および電気的スピン制御、さらにスピン緩和を完全に抑制することのできる永久スピン旋回状態に関する研究を行っている。また時間分解スピン測定手法を用いることで電子スピン緩和やスピン軌道相互作用の評価に向けた基盤研究にも取り組んでいる。
実用化イメージ

電気的なスピン生成・制御により、省電力デバイスの実現が期待されます。将来的に、半導体産業でスピン自由度を活用するため、スピン緩和を抑制する技術が必要です。このような技術を活用した共同研究を希望します。

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（電光子情報材料学分野）

好田 誠  

Makoto Koda

半導体量子構造の伝導特性制御と超高感度NMR

 
 
 
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特徴・独自性
  • GaAs やInSbの量子構造の伝導特性を制御し、核スピンの偏極状態を操作することで、二次元構造やナノ構造に適用できる超高感度NMR技術を確立した。さらに、InSb 量子構造においてアルミナ絶縁膜を用い、理想的なゲート操作を実現した。また、核スピンが感じる雑音特性を周波数依存性も含め測定する一般化された横緩和時間の考え方を提案、実証した。この概念は核スピンを用いるすべての計測に大きな変化をもたらすことが期待される。
実用化イメージ

良好なゲート制御を用いた次世代InSbデバイス。一般化された横緩和時間を利用した様々な核スピン計測、核磁気共鳴。高感度NMR は物性研究への応用が中心であるが、量子情報処理への貢献も見込まれる。

研究者

高等研究機構先端スピントロニクス研究開発センター スピントロニクス基礎研究グループ

平山 祥郎  

Yoshiro Hirayama

ひ

非営利組織（NPO）とソーシャル・キャピタル

 
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特徴・独自性
  • 地域や社会課題の解決や新たな社会的価値の創造を目指して活動しているNPO。NPO には、政府や市場の失敗を補完する役割だけではなく、市民性の創造や、信頼や規範、ネットワークといったソーシャル・キャピタル（社会関係資本）を地域に創出する役割もある。目に見えないソフトな資本であるソーシャル・キャピタルは、持続可能な組織経営にとっても重要性を増してきている。
  • 本研究では、地域や組織におけるソーシャル・キャピタルを測定し、その実態を把握し、NPO との協働や人材育成という視点もふまえて、どのようにソーシャル・キャピタルを創出し活用するかについて、関心のある企業や団体と共同研究を行うことを希望する。
実用化イメージ

研究者

大学院経済学研究科 経済経営学専攻 経営基盤講座

西出 優子  

Yuko Nishide

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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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 都市・建築学専攻 都市・建築計画学講座（空間文化史学分野）

野村 俊一  

Shunichi Nomura

光を使って表面・界面の化学反応を観る

概要

放射光X線・赤外光・超短パルスレーザーといった様々な光源を用いて、表面や界面の反応プロセスをリアルタイムで観測し、そのメカニズムを明らかにしています。近年、高輝度軟Ｘ線を用いたピコ秒時間分解X線光電子分光システムや雰囲気X線光電子分光システムを開発し、触媒表面・界面の分子や光励起キャリアのオペランド計測に成功しています。

従来技術との比較

触媒や電池などの物質・エネルギー変換の反応場はガスや液体に接しており、真空中での計測を前提とした従来の表面科学手法では直接観測することは困難でしたが、反応場を反応中に直接計測するオペランド計測が可能になりました。

特徴・独自性
  • 触媒・光触媒、燃料電池、リチウムイオン電池などの表面・界面の計測
  • NanoTerasuでは軟X線に加えてテンダーX線～硬X線を用いた新規オペランド計測法を新たに開発
  • 反応場を反応中に直接計測可能な「オペランド」計測の開発
実用化イメージ

触媒・光触媒、燃料電池、リチウムイオン電池など実用材料における表面機能高度化や、環境技術、C1グリーンケミストリー物質変換技術開発に役立てたいと考えています。

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 横幹研究部門 次世代検出法スマートラボ

山本 達  

Susumu Yamamoto

光を利用した低侵襲治療・診断システムの開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 細く柔軟な光ファイバを内視鏡に挿入して患部にレーザ光を照射する低侵襲治療や、内視鏡を用いて光学的な診断を行うための装置や技術についての研究を行っています。また、これらの治療・診断に用いるための光ファイバとして、通常のガラス光ファイバの他に、強力なレーザ光や幅広い波長の光の伝送が可能な、中空光ファイバと呼ばれる特殊な光ファイバを用いた治療・診断システムの研究開発も行っています。
実用化イメージ

医療機器メーカーをはじめ、本分野への新規参入を検討している電子機器、通信装置、および計測機器メーカーなどが連携先として考えられます。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 医療機器創生医工学講座（医用光工学分野）

松浦 祐司  

Yuji Matsuura

卑金属・半金属およびその合金によるオープンセル型ナノポーラス材料の開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • ナノポーラス金属は、緻密材に比べて桁違いに大きい表面積を有し、次世代高機能材料として応用が期待されている。その主な作製法として知られる水溶液による脱成分法は、微細・均一な多孔質構造の形成を可能にするが、その形成原理は腐食であり、標準電極電位の高い貴金属において多孔質材料の作製が可能であるが、卑金属では酸化されてしまう。本部門では金属溶湯による簡便な脱成分技術を新たに考案した。この技術によれば、貴・卑に依存せず純金属や合金を多孔質化することが可能で、かつ、無酸素脱成分工程であるために酸化も生じない。従って、これまで作製が困難であった数々の卑金属（Ti、 Ni、 Cr、 Mo、 Fe、Co 等）・半金属元素およびそれらの合金において、オープンセル型ナノポーラス金属材料の開発に成功した。
実用化イメージ

新規電極、触媒、フィルター等に実用が期待できるほか、Niなどの毒性元素を含有する生体金属材料表面からこれを除去する技術としても利用でき、関連企業・団体との共同研究・開発を強く希望する。

研究者

金属材料研究所 物質創製研究部 非平衡物質工学研究部門

加藤 秀実  

Hidemi Kato

ビジュアルサーボ顕微鏡

 
 
 
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特徴・独自性
  • 蛍光顕微鏡は細胞内イオンの定量的可視化や光学顕微鏡の限界を超える観察などに必須の道具である。生物の「行動と神経活動の相関」を計測したい場合、現状では、ターゲットの神経細胞を機械的に固定するか麻酔するかしか方法がない。また、これらの方法では細胞や生物が動かないので、「行動」を計測したことにはならない。私たちは、動く生物を追いかけて神経細胞の活動を蛍光観察する手法を開発した。
実用化イメージ

観察しているターゲット細胞群の蛍光強度を観測しながら、細胞群の動き（３次元移動と変形）を自動でキャンセルする画像処理手法を開発した。「生物の運動」と「動く神経細胞活動」を同時に計測できる技術を活用したい企業との共同研究を希望する。

研究者

大学院情報科学研究科 システム情報科学専攻 知能ロボティクス学講座（知能制御システム学分野）

橋本 浩一  

Koichi Hashimoto

非水浸超音波可視化手法

 
 
 
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特徴・独自性
  • 水と被検査物との間に固体薄膜を挿入し、薄膜と被検査物との界面に負圧力を付与した状態で高周波数超音波を伝達する独自のドライ超音波法を開発しています。当該原理に基づき試作したドライ超音波顕微鏡により、これまで実現されていなかった水非接触下における電子デバイス内部の高分解能可視化に成功しています（図１）。さらに音響整合層として機能する高分子薄膜を挿入することで、従来水没時よりも高画質な内部画像を得ることも可能にしました（図２）。また、超音波が薄膜を通過する際に生じる音響共鳴現象を利用して、高分子フィルムの音響物性値を測定（図３）するなど、薄物材料の高精度な非破壊評価が可能です。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希望します。
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 ナノメカニクス講座（材料システム評価学分野）

燈明 泰成  

Hironori Tohmyoh

微生物ゲノム情報を用いた抗菌剤創造薬システム

 
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特徴・独自性
  • 農業・医療分野の動植物感染菌対策に必要な抗菌剤の開発においては、効率的創薬手法の確立が求められており、我々は微生物ゲノム科学を活用して連続的に新規抗菌剤を創出する新技術体系を確立した。新規創薬パイプラインでは、様々な基準抗真菌剤に対する糸状菌の網羅的な転写応答プロファイル解析から、創薬標的候補遺伝子の機能解析と候補化合物の系統的分別探索に有効な、1)細胞システム毎(エネルギー系、細胞膜生合成系、細胞壁系、細胞骨格系等、シグナル伝達系)のレポーターアッセイ系、2)化合物転写応答-表現型データベースによる統計解析を組み合わせた新剤評価系を構築して産業運用している。現在、化合物探索の共同開発が可能な状態にある。
実用化イメージ

研究者

大学院農学研究科 農芸化学専攻 発酵微生物学寄附講座

阿部 敬悦  

Keietsu Abe

非接触方式による生体信号計測

 
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概要

生体情報を完全非接触で取得するウェアレス生体信号計測に関して研究を行っています。特に、ビデオカメラで取得可能な脈波信号（映像脈波）と、室内の電波環境変化から得られる人の活動パターン（活動量）に注目し、これらを医療や健康管理に活用するための技術開発を進めています。

従来技術との比較

従来のような皮膚に接触させるセンサを用いることなく、完全非接触で心拍数などの生体情報を計測することを可能とします。

特徴・独自性
  • 映像脈波に関しては、従来の心拍数に加えて血圧値や血中酸素飽和度などを推定することを目指し、推定モデルと撮像方法の改良を通して推定精度の向上を図っています。
  • 電波による活動パターン推定では、人の移動を模した自走ロボットを用いることで、人を使ったデータ収集が不要なモデル構築を目指しています。
実用化イメージ

ウェアレス生体計測は、センサ装着が難しい対象者や環境での計測に対して有用な技術です。また、センサ装着のし忘れがないため、長期間にわたる生体データ収集などにも活用が期待できます。

研究者

サイバーサイエンスセンター 研究開発部 サイバーフィジカルシステム研究部

杉田 典大  

Norihiro Sugita

ビッグデータ時代の画像コンピューティングとセキュアICT

 
 
 
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特徴・独自性
  • 第一に、実世界にあふれる膨大な画像データのセンシング・処理・認識・解析の研究を行っています。特に、サブピクセル分解能の画像解析を可能にする「位相限定相関法」を発案し、個人識別（顔、指掌紋、FKP、虹彩、X 線画像の認識）、マシンビジョン、多視点3D 計測、画像検索、医用画像解析などに応用しています。
  • 第二に、世界最高性能の耐タンパー暗号処理技術および生体認証技術を核にしたセキュアICT の基盤システムを研究しています。
実用化イメージ

画像情報工学、情報セキュリティ、バイオメトリクス、LSI、組込み技術の分野における産学連携を進めることができます。既に多数の企業、大学、研究機関、医療機関などの研究者や技術者が、分野を問わず訪れています。情報知能システム（IIS）研究センターのスタッフがご相談を受け付けます。
info@iisrc.ecei.tohoku.ac.jp

研究者

役員

青木 孝文  

Takafumi Aoki

ビッグデータの意味解析を可能にする自然言語処理技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 膨大な言語データを意味的に解析し必要な情報・知識を抽出する技術、抽出した情報・知識を分類・比較・要約する技術、それらを可能にする世界最速の仮説推論技術など、先進的な自然言語処理技術を研究開発しています。また、これら基盤技術をウェブやソーシャルメディアなどのビッグデータに適用し、大規模な情報・知識マイニングや信頼性の検証支援、耐災害情報処理などに応用する実践的研究も展開しています。
実用化イメージ

言語意味解析に基づく高度なテキストマイニングによる市場動向調査や技術動向調査、隠れたニーズやリスクの発見、社内文書の構造化・組織化による知識管理支援、対話システムなど、多様な分野・業種との連携が可能です。

研究者

言語ＡＩ研究センター

乾 健太郎  

Kentaro Inui

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