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 449件

あ 行
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う

ウィークビーム走査透過電子顕微鏡による原子力材料中の微細組織の定量解析

概要

格子欠陥定量解析法として極めて高い計測精度を誇るウィークビーム走査透過電子顕微鏡（WB-STEM）法の中で放射化試料・核燃試料の微細組織（転位および照射欠陥集合体など）を定量解析する技術を開発しました。
カートリッジ式の加熱炉の温度計測と電流制御を完全自動化した専用の加熱試料ホルダーとの組み合わせで、高い信頼性の温度履歴と一緒に転位組織の変化を動的にその場計測できます。

従来技術との比較

従来TEM法では逆空間や転位論などの専門知識を必要としましたが、我々のWB-STEM法では膜厚計測や転位ループ特徴抽出など自動解析ソフトウェアを実装しており、簡便かつ高精度な照射欠陥分析ができます。

特徴・独自性
  • WB-STEM法は、その設計当初から原子力材料を取り扱う放射線管理区域内での、実装とオンサイト修理を想定して特殊孔径絞りや回折ディスク選択装置、制御・解析ソフトウェアを開発しています。
  • 欧州炉RPV監視試験片、米国研究炉中性子照射材など世界中の放射化試料の照射欠陥分析を受け入れています。
  • 廃炉事業に鉄含有核燃料模擬デブリの性状分析にも活用されています。
実用化イメージ

現在、透過電子顕微鏡を用いて組織観察を実施している研究組織が新たに特殊改造によってWB-STEM法を導入することをサポートをします。透過電子顕微鏡の使用実績の無い研究者に転位分析の手順を指導します。

研究者

金属材料研究所 附属量子エネルギー材料科学国際研究センター 研究部

吉田 健太  

Kenta Yoshida

ウェアラブル脈波センサのための脈拍間隔ノイズ除去フィルタ

 
 
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特徴・独自性
  • ウェアラブル光電式容積脈波計（PPG）センサから得られる脈拍数時系列信号に含まれるノイズの生理学的特性に基づく識別に成功した．本技術は、生理的な脈拍数変動の特性を利用して，非生理的な変動をノイズとして識別することができる．これによって，従来，ウェアラブルPPGセンサでは困難であった活動中を含めた1拍毎の脈拍変動解析が可能になることが期待される．
実用化イメージ

本技術を用いることで，(1)特徴的な波形の可視化，(2)再現性のある指標の算出，(3)機械学習を応用した時系列データに対する異常検知など，解析技術の向上が期待できる．

研究者

大学院情報科学研究科 国際交流推進室

湯田 恵美  

Emi Yuda

動きをとらえる高速リアルタイムビジョン技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 産業応用において視覚処理・画像認識はますます重要な技術となっています。視覚は第一義的には姿・形をとらえる感覚ですが、それと同時に「動き」をとらえる感覚でもあります。当研究室では、動きをとらえるセンサとしてのビジョン技術という視点から、高フレームレートビジョンシステムとその応用、LED や高速プロジェクタ等の能動照明との連携、加速度センサ等の他のセンサとの情報融合などについて研究を進めています。
実用化イメージ

運動する対象の計測全般において、高フレームレートビジョンは強力なツールとなります。さらに高速プロジェクタや他のセンサと組み合わせることにより、3次元計測や動物体検出・同定などの技術が展開できます。

研究者

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

鏡 慎吾  

Shingo Kagami

宇宙探査ロボットの研究・開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 月や火星などの未知の不整地を、移動探査するロボットの技術を研究・開発しています。ロボットの移動機構として不整地走行に適したメカニズムの開発、また砂状の滑りやすい地形での駆動制御の研究を進めています。レーザー測距の技術を用いて移動しながら3次元環境地図を作成し、障害物回避等の自律制御および遠隔操縦支援に役立てる技術を開発しています。JAXA 小惑星探査機「はやぶさ」「はやぶさ２」の開発にも貢献しています。
実用化イメージ

地上での探査ロボット、災害対応ロボットにも応用可能です。

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（宇宙探査工学分野）

吉田 和哉  

Kazuya Yoshida

運動リハビリ・健康支援のためのウェアラブルシステムの開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 事故や病気などによる脳や脊髄の損傷により生じた運動機能の麻痺や、高齢による運動機能の低下に対して、機能的電気刺激（FES）を応用した手足の動作の補助・再建・訓練する技術、慣性センサ（ジャイロセンサや加速度センサ）による計測・評価技術の研究開発を行っています。ウェアラブルシステム化、運動学習のリハビリテーションへの応用、運動機能評価・運動効果判定システム、個人に適した運動プログラム提供を目指しています。
実用化イメージ

電気刺激を用いた新しい運動リハビリ法、運動訓練時の情報提示、運動訓練機器や訓練方法の定量的評価など、健康・福祉、リハビリテーション医療に関する分野への応用が期待されます。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 社会医工学講座（神経電子医工学分野）

渡邉 高志  

Takashi Watanabe

え

AIチップが切り拓く賢い省エネと安全の輸送技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 遠藤研究室では、これまで提案し研究してきた㈰高効率のパワーデバイス＆パワー制御回路技術、㈪スピン素子を融合した極限省エネな知的集積回路＆パワーマネジメント技術、㈫３次元構造デバイスによる極限集積システムのための新規材料プロセス技術（プラットフォーム構築）をコア技術として、パワーエレクトロニクスと知的ナノエレクトロニクスの融合技術へと発展・展開させ、更なる高性能化と省エネ化の両立という社会的要請に応える新しいグリーンパワーエレクトロニクス領域を創出することを目指しシステムアーキテクチャ、回路、デバイス、CADまでの研究・開発を、一貫して行っています。
実用化イメージ

省エネデバイスとパワーデバイスおよびその集積回路技術をコアとして、革新的な高効率エネルギー変換、高度パワーマネジメントの創出を目指し研究開発を行っています。本研究に興味のある企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

大学院工学研究科 電気エネルギーシステム専攻 エネルギーデバイス工学講座（グリーンパワーエレクトロニクス分野）

遠藤 哲郎  

Tetsuo Endoh

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

エコマテリアルプロセス

 
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特徴・独自性
  • 溶融鉄合金・スラグの熱力学的性質、反応速度論、複合酸化物の相平衡など、鉄鋼を中心とした金属製造プロセスに関する物理化学的基礎研究、金属スクラップや廃棄物リサイクルの熱力学、スラグを利用した炭酸ガス固定化等、環境関連の研究を行っている。最近では、従来行ってきた素材製造プロセス工学に基礎を置く研究手法に、計量経済学、LCA、物質フロー分析などを融合させ、他に類を見ない独特の環境研究を展開している。
実用化イメージ

高炉、電炉鉄鋼メーカーとは従来より強く連携して研究を進めてきたが、スラグ等製錬副生物の高度資源化のために、非鉄メーカー、廃棄物中間処理事業者、行政とも連携していきたい。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発企画部

長坂 徹也  

Tetsuya Nagasaka

Ｘ線位相イメージングによる高感度非破壊検査装置の開発

 
 
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特徴・独自性
  • 通常のＸ線透視撮影は軽元素からなる高分子材料などの低密度材料に対して明瞭なコントラストを生成しない。しかし、Ｘ線が物質を透過するとき、わずかに屈折により曲げられることを検出・画像化することで、そのような物質に対する感度が大幅に改善される。Ｘ線透過格子を用いるＸ線Talbot 干渉計あるいはＸ線Talbot-Lau干渉計によりこれが実験室で実施できるようになった。高感度三次元観察を可能とするＸ線位相CT も実現している。
実用化イメージ

工業製品検査や保安目的のＸ線非破壊検査を、従来法では適応が難しかった対象に拡張できる。Ｘ線マイクロCT装置への位相コントラストモード付加、生産ラインでのＸ線検査装置の高度化などが開発目標となる。

研究者

多元物質科学研究所 計測研究部門 量子ビーム計測研究分野

百生 敦  

Atsushi Momose

Ｘ線位相イメージングによる高感度医用診断装置の開発

 
 
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特徴・独自性
  • 通常のＸ線透視撮影は生体軟組織などのＸ線をあまり減衰させない構造に対して明瞭なコントラストを生成しない。Ｘ線が物質を透過するとき、わずかに屈折により曲げられる。通常のＸ線透視撮影では、Ｘ線は直進していると近似しているが、この屈折を検出・画像化することで、軟組織に対する感度が大幅に改善される。このような撮影を、Ｘ線透過格子を用いるＸ線Talbot 干渉計あるいはＸ線Talbot-Lau干渉計により実現している。
実用化イメージ

すでに、軟骨描出能を使ったリウマチ診断、および、乳がん診断（マンモグラフィ）への適用を目的とした医用機器開発を進めている。他の医用用途が開拓できれば、新たな産学連携が構築できると期待している。

研究者

多元物質科学研究所 計測研究部門 量子ビーム計測研究分野

百生 敦  

Atsushi Momose

Ｘ線イメージングと構造解析の融合

 
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特徴・独自性
  • Ｘ 線用の回折格子を用いた新しいイメージング法（ 小角Ｘ線散乱コントラストイメージング法）により、画像検出器の空間分解能を1000 ? 10000 倍上回るnm オーダーの構造情報を非破壊で定量的に取得することに成功しています。軟組織の診断を含む医療診断や、ソフトマテリアルを含む材料の研究・開発、農作物、食品などの研究・開発、光学素子の精密評価など、様々な応用展開を期待しています。
実用化イメージ

医療診断機器の開発、有機・無機材料の研究・開発、農林水産業、食品加工業など、様々な応用分野との産学連携の可能性を期待しています。

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

矢代 航  

Wataru Yashiro

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

エネルギーデバイス用金属錯体触媒の開発

 
 
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特徴・独自性
  • アザフタロシアニン金属錯体を炭素上に分子担持することで燃料電池や金属空気電池の正極反応である酸素還元反応（ORR）に対する高活性なAZapthalocyanine Unimolecular Layer(AZUL)触媒を開発しました。本触媒はレアメタルフリーでありながら白金などのレアメタルと同等以上の性能を示します。本触媒を電池やその他のエネルギーデバイス用に展開しています。
実用化イメージ

本成果を基に東北大学発ベンチャー「AZUL Energy(株)」を設立。次世代エネルギー産業だけでなく、モビリティ産業も含め幅広く産学連携を行っています。

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

エネルギー利用を目指した“水素化物”の基盤・応用研究

 
 
 
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特徴・独自性
  • エネルギー利用を目指した“水素化物”の基盤・応用研究に取り組んでいます。主要なテーマは、燃料電池などの水素利用技術を支える高密度水素貯蔵材料の開発です。現在、軽量元素や特異なナノ構造を有する新たな錯体・合金・ペロブスカイト水素化物群を合成し、原子・電子構造解析なども駆使した多面的な研究を進めています。また、リチウム高速イオン伝導材料などの“水素化物”に関する広範な研究領域も開拓しています。
実用化イメージ

水素利用・貯蔵システムや次世代二次電池などの基盤材料開発を通して、素材・電気・エネルギーなどに関する産業展開に貢献するとともに、関心をお持ちの企業・団体などへの学術指導も積極的に実施しています。

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

折茂 慎一  

Shin-Ichi Orimo

Fbxw7による発がん機構の解明

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • がんは細胞増殖が促進しまた細胞死が抑制されている状態であると考えられる。細胞増殖と細胞死を制御しているc-Myc は多くのがんで存在量が増加しているが、その原因の一つにc-Myc の分解機構の異常がある。私たちが作製したFbxw7 の機能抑制マウスでは、c-Mycが分解できなくなり、発がんが促進する。つまりFbxw7 の機能を制御することで発がんやがんの伸展を制御可能であることを示唆している。
実用化イメージ

分子特異的なタンパク質分解機構の利用は抗がん剤への開発へ繋がる可能性がある。Fbxw7の機能を活用すれがんの進展制御が可能であると期待され、製薬業界でこの知見の展開を希望している。

研究者

大学院医学系研究科 創生応用医学研究センター 細胞増殖制御分野

中山 啓子  

Keiko Nakayama

Mg2Sn系として過去最高のzT>0.8を実現

概要

高熱電効率なMg2Sn系熱電材料
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-641.pdf

従来技術との比較

開発したMg2Sn単結晶は、多結晶よりも電気伝導率が高いだけでなく熱伝導率が低い点で優れている。

特徴・独自性
  • 開発したMg2Sn単結晶において熱電性能を飛躍的に向上し、従来報告されていた多結晶の性能を超えた。
実用化イメージ

未利用排熱を用いて発電することにより、省エネルギー化と地球温暖化ガスの排出抑制につながる。

研究者

大学院工学研究科 応用物理学専攻 応用材料物理学講座（機能結晶学分野）

林 慶  

Kei Hayashi

LiBH4の電気伝導性を室温で電気伝導率が10-3(Scm-1)！

概要

固体電解質、その製造方法、および固体電解質を備える二次電池
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T07-229.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

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）

髙村 仁  

Hitoshi Takamura

遠位型ミオパチーに対する治療法の開発

 
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特徴・独自性
  • 縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー(DMRV) は、体幹から離れた部位の筋肉から萎縮していく極めて稀な疾患である。本疾患患者ではGNE という酵素の遺伝子に変異がありN-アセチルノイラミン酸の合成が十分にできない。国立精神・神経医療研究センター疾病研究第一部において、DMRVのモデルマウスを作製し、発症前からN-アセチルノイラミン酸を投与し、運動能力や筋病理像などが正常マウスと同程度に推移することを明らかにした。
  • N-アセチルノイラミン酸を摂取することにより、DMRV患者において病態の改善又は進行抑制が期待できると考えている。N- アセチルノイラミン酸は、生理的に存在する物質であり、生体内でも合成され、食物としても摂取されている（図）。またN- アセチルノイラミン酸は過去に去痰剤として開発しようされ非臨床試験成績や少ない投与量ではあるが臨床試験成績が公表されている。これらの情報を参考資料とした上で、毒性試験を実施し、現在、第㈵相臨床試験を実施中である。本研究に関して興味のある企業への学術指導をすることが可能である。
実用化イメージ

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（神経内科学分野）

青木 正志  

Masashi Aoki

お

大きな飽和磁化をもつα“-Fe16N2粒子粉末を実現

概要

6 MGOe以上のBHmaxを示すレアアースフリー強磁性粒子粉末
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-390_T19-706_T19-709.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科 電子工学専攻 超微細電子工学講座（スピン相関電子工学分野）

小川 智之  

Tomoyuki Ogawa

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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