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 431件

あ 行
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み

ミリ波パッシブイメージング装置の開発と実用化

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 危険物が放射するミリ波を受信し、これをパッシブに完全無侵襲で検知することが可能であり、これを実現するミリ波パッシブイメージング装置の開発を進めてきました。ミリ波帯は波長が1mm〜10mmの電磁波であり、ミリ波を用いる利点として、テラヘルツ波や赤外線に比べて画像の空間分解能が低いものの衣服等の透過率が高いこと、物体から放射された微弱なミリ波を増幅するための低雑音増幅器が存在し、電磁波を照射しないパッシブ方式が実現できる周波数帯であることが挙げられます。現在、装置は主に空港・港湾等の水際で使用するセキュリティー機器として企業との共同研究により開発を進めていますが、火災・警察・医療等への応用も検討したいと考えています。今後ミリ波パッシブイメージング技術の応用分野はさらに広がるものと考えており、産業界で応用を検討したい企業・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

佐藤 弘康  

Hiroyasu Sato

ミリ秒オーダーＸ線トモグラフィの開発

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 高感度なX 線イメージング法と、強力な白色放射光により、世界最速となるサブミリ秒～ミリ秒オーダー撮影時間（空間分解能約5 ～ 10μ m）で有機材料のX 線CT（ コンピュータトモグラフィ）に成功しています。軽元素から構成される試料のハイスループット3次元可視化や、ミリ秒単位の時間分解能を持つ4次元（3次元＋時間）トモグラフィへの応用研究を展開しています。
実用化イメージ

材料破壊、接着界面破壊、動的バイオミメティクス、省エネマイクロマシン、電池、インテリジェント材料などのミリ秒時間分解能3D 観察が可能で、様々な新しい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

矢代 航  

Wataru Yashiro

民法改正と事例研究（ケーススタディ）

 
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概要

制定から120年ぶりの大改正と言われた2017年の民法（債権関係）改正以来、成年年齢、相続法、所有者不明土地関係、親族法（特別養子、嫡出推定ほか親子法、共同親権）と立て続けに民法改正が行われ、現在でもさらに担保法制、成年後見、遺言に関して法制審議会の部会における議論が進んでいます。こうした改正について、背景となった学説・理論や判例の動向を踏まえた研究を行っています。

従来技術との比較

単なる改正経緯の追跡や理論研究だけではなく、事例研究（ケーススタディ）の方法によって、改正により従来の条文による解決とどの点がどのように変わるのかを明らかにしています。このため、実際の法律実務において法改正の影響を検討する際に、非常に有用な形で知見を公表できていると考えています。

特徴・独自性
  • 様々な領域について、改正が、従来の学説や判例をどう取り込み、あるいはそれらとどう異なるのかという観点を取り込んで事例研究（ケーススタディ）を行っている点は、特徴的なものと考えています。
実用化イメージ

講演、勉強会、研究会などの形で、民法の事例研究に貢献できると考えています。法律実務家（士業）を対象とした講演（写真参照）の経験もあります。

研究者

大学院法学研究科

吉永 一行  

Kazuyuki Yoshinaga

め

迷光強度を1/1000以下にできる分光器

 
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概要

迷光強度を1/1000以下にできる分光器
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T21-068.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　分光器を用いて分光する場合、入力光の1次反射光のほか、0次反射光、2次回折光、その他の分光器内に生じる散乱光などの影響により、広い波長範囲に渡る種々の迷光が発生します。特に、レーザのような強い光を光源として用いて、試料からの弱い信号光を検出するような測定では、迷光の影響により信号光の検出が難しくなります。
  • 　分光器の迷光を低減させるため、誘電体膜を用いたカットフィルタや、モノクロメータを直列に接続したダブルモノクロメータ型分光器などが開発されています。しかし、これらの方法を用いた場合、広い波長範囲に渡る迷光を一度に除去できないことが課題として挙げられていました。
  • 　本発明は、広い波長範囲（例えば近紫外～近赤外）の迷光を除去できる機構を備えた分光器に関するものです。図に、本発明を用いた超伝導体からの高調波の観測結果を示します。超伝導体の高調波のうち、3 次高調波（2.1eV = 590 nm 付近）はどのような分光器を用いてもはっきりと観測できますが、5 次高調波（3.5 eV = 354nm 付近）は本発明を用いることにより、従来の方法とくらべ2 桁半（数百倍）～ 3 桁半（数千倍）もノイズレベルを減ずることができます。
実用化イメージ

以下のような社会実装への応用が期待されます。
・ラマン散乱分光
・分光蛍光測定
・高調波観測
・その他、レーザ光を試料に照射する方法を用いた種々の分光測定

研究者

大学院理学研究科

岩井 伸一郎  

Shinichiro Iwai

メタボロミクスによる診断マーカー探索

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 種々の先天性代謝異常や肝胆道系疾患によってコレステロールの恒常性が破綻すると、体液中のコレステロール代謝物プロファイルが変化し、増加した代謝物が抱合体として血液や尿中に現れます。抱合形式ごとに特徴的なフラグメントパターンを活用し、LC/ESI-MS/MS を用いて、特定の抱合型代謝物を群特異的かつ網羅的に解析可能となりました。この手法を用いることにより、様々な疾患の診断マーカー候補分子を効率的に探索できます。
実用化イメージ

候補分子の診断マーカーとしての有用性が検証された場合、スクリーニング検査が必要になります。抗体や酵素を用いたバイオアッセイ系の開発において企業と連携できる可能性があります。

研究者

病院

眞野 成康  

Nariyasu Mano

メタン菌カソード電極を利用した微生物燃料電池

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 本微生物燃料電池は、カソード電極に、これまでの方法で用いられている白金などのレアメタルではなく、微生物のメタン菌を使用することで、酸素から水を得るのではなく、二酸化炭素をエネルギーガスのメタンガスに変換しながら、電流を得る新しい電池です。すでに、高温メタン菌カソード電極では500mW/m2を達成しました。
実用化イメージ

CO2をCH4に変換し、電流も得られるため、大量にCO2排出する場所や、高濃度有機物が蓄積した場所で持続的に電気エネルギーを獲得したい企業
現状の出力では、センサー等技術に利用できると考えています。

研究者

大学院農学研究科

多田 千佳  

Chika Tada

メタン発酵とアナモックスプロセスの応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 嫌気性微生物系（メタン生成古細菌とアナモックス細菌）と機能性材料（分離膜、担体）の融合利用により、有機性排水・廃棄物の処理に適した省エネルギー・低炭素型かつエネルギー生産ができる高効率的処理技術を確立していきたいです。図１に示すように、嫌気性膜分離反応槽と担体添加型一槽式アナモックス（ANAMMOX）ユニットを組み合わせることによって新しい排水・廃棄物処理システムを構築し、図２のような効果の実現を目指しています。
実用化イメージ

下水、産業排水、ごみ埋立処理処分場浸出水などの有機性排水処理および廃棄物系バイオマスのエネルギー資源化を目指して、環境プラントメーカーまたはバイオガス発電事業者との連携を図っていきたいです。

研究者

大学院工学研究科

李 玉友  

Gyokuyu Ri

MEMS・マイクロマシンと微細加工技術に関する研究

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 情報機器の入出力や自動車の安全のために用いられるMEMS と呼ばれるマイクロデバイス／システムの研究を行っています。集積化センサ、圧電デバイス、高周波MEMS、過酷環境センサ、マイクロエネルギーデバイス、ウェハレベルパッケージなどの研究に実績があります。リソグラフィ、エッチング、成膜、ウェハ接合、実装、各種評価のための装置を多数揃え、研究者自身が操作して研究できる開かれた実験環境を提供しています。
実用化イメージ

これまでに多くの企業から研究員を受け入れて産学共同研究を行うとともに、スポット的に装置を利用可能な支援も積極的に行っています。豊富な資料・データに基づき、随時、技術相談を受け付けています。

研究者

大学院工学研究科

田中 秀治  

Shuji Tanaka

メンタルヘルス支援へのアクセスを改善する遠隔心理学からのアプローチ

 
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概要

近年、メンタルヘルスの重要性が広く認識される一方で、必要な心理支援サービスに十分にアクセスできないという課題が続いています。利用者側には「支援を受けることへの抵抗感（スティグマ）」や「受診に伴う時間的・経済的コスト」といった障壁があります。提供者側には「心理支援の供給不足」や「相談内容に適した支援とのマッチングの難しさ」といった課題が存在します。これら双方の課題を解決する方法の１つとしてオンライン心理支援に着目し、その有効性や活用方法を検証しています。

従来技術との比較

これまでの研究では、オンライン心理支援の効果検証に重点が置かれてきました。しかし、実際に支援が必要な人がどの程度アクセスできるのか、利用者側の要因やサービスの利便性は十分な検討がなされていません。研究では、オンライン心理支援の効果に加え、支援につながりやすい環境を実現するためのサービス提供の在り方を検討しています。

特徴・独自性
  • ・オンライン心理支援の「効果」に加えて、アクセス改善の視点を加えることで、より実社会に根ざした実用的な成果を目指しています。
  • ・利用者側の要因（抵抗感・コスト等）と提供者側の要因（供給不足・マッチング等）を双方から検討しています。
  • ・実証的な検証を通じて、利用しやすいサービス提供の在り方を追求しています。
実用化イメージ

心理的支援のニーズがある方々のサービスの利用しやすさを高め、心の健康維持と早期対応に寄与したいと考えています。
メンタルヘルス関連サービスの提供企業、従業員の健康管理・健康経営に取り組む企業、ICTを活用した医療・福祉サービス開発企業との連携の可能性があります。

研究者

大学院教育学研究科

Schlemper Lenna  

Schlemper Lenna

メンテナンスレス、レアメタルフリーの安価な発電機

 
 
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概要

メンテナンスレス、レアメタルフリーの安価な発電機
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T08-080.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 本発明は、安価なフェライト磁石を採用しながら、高価な希土類磁石使用の発電機並みの発電出力と効率が得られるリラクタンスジェネレータ（可変磁気抵抗型発電機）です。回転子極先端の形状に工夫を加え、独自の2段積み構造を採用することで、トルクリプルを大幅に低減しました。静粛な動作が可能です。また、電源不要で無電化地域での使用も可能なうえ、簡易構造かつ増速ギアも不要なダイレクトドライブ方式対応のため、他の発電機と比較してもメンテナンスレス、トータルコストも削減可能です。
実用化イメージ

水力発電、風力発電、マイクロガスタービン等に活用可能です。

研究者

大学院工学研究科

中村 健二  

Kenji Nakamura

も

や

野菜や果物のおいしさや健康機能性の科学的評価とその利用

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 当研究室では、トマトやリンゴなどの野菜や果物の生産や流通に活かすため、糖やビタミンなどの有用成分の研究を行っています。そのため、野菜や果物の栽培や貯蔵における環境や技術が品質に及ぼす影響を科学的手法によって明らかにすることができます。
実用化イメージ

科学的なエビデンスを得るための実験方法を提案し、成分分析等を実施し、栽培、輸送、保存の方法や、品種の違い等が品質に与える影響を評価することができます。野菜や果物の生産から消費に至る幅広い業界との連携が可能です。

研究者

大学院農学研究科

金山 喜則  

Yoshinori Kanayama

ゆ

有機合成化学および天然物化学

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • アミノ酸、あるいはアミノ酸から簡単に合成できる低分子有機化合物を触媒とした、光学活性化合物の実用的な合成法の開発を行っています。世界中で使われているHayashi–Jørgensen 触媒を開発しました。さらに、それらの合成方法を利用して、抗癌作用等の生物活性を有する天然有機化合物の独創的・実用的な合成を行っています。これまでに抗インフルエンザ治療薬であるタミフルのわずかone-pot での合成、医薬品プロスタグランジンの重要合成中間体であるCorey ラクトンの152分one-pot 合成に成功しています。
実用化イメージ

医薬品合成、農薬合成、化成品合成に我々の開発した反応、触媒は大いに役立ちます。

研究者

大学院理学研究科

林 雄二郎  

Yujiro Hayashi

有機分子触媒を用いた高度分子変換

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 有機化合物の選択的かつ効率的な分子変換を、環境に対する負荷を軽減しつつ実現するための技術として、触媒として機能する有機分子の設計開発を行っています。ブレンステッド酸ならびに塩基は有機合成に汎用される触媒ですが、その機能化を目的として、キラルブレンステッド酸触媒としてリン酸類を、キラルブレンステッド塩基触媒として超強塩基性を備えた触媒をそれぞれ設計開発しています。これらを用いることで高選択的に光学活性化合物を得る反応開発に多くの実績を有しています。
実用化イメージ

回収し再利用が可能な有機分子触媒として、キラルブレンステッド酸ならびに塩基を開発しており、これらを用いた高立体選択的な分子変換法を確立しています。創薬のプロセス化学に適用することで廃棄物を削減し、選択的かつ効率的な分子変換に基づく医薬品合成について学術指導ならびに共同研究を行う用意があります。

研究者

大学院理学研究科

寺田 眞浩  

Masahiro Terada

よ

溶融塩を用いた高温素材プロセッシング

 
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概要

従来技術との比較

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」と呼びます。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ます。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ます。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します。
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を希望します。

研究者

大学院工学研究科

竹田 修  

Osamu Takeda

溶融鉄中のトランプエレメント分離方法

 
 
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概要

溶融鉄中のトランプエレメント分離方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T20-1058.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 鉄スクラップを用いたリサイクル製錬は炭素使用量およびCO2排出量を現行法と比較して大幅に低減でき、現在増加している鉄スクラップ蓄積量の低減に有効な手段です。しかし、特にトランプエレメントと呼ばれるCu,Ni,Sn等の、酸化除去および蒸発除去が困難な元素が混入することにより、鉄鋼材の特性や加工性が劣化してしまうという問題があり、トランプエレメントは鉄スクラップを再利用するたびに濃化するため、鉄スクラップの再資源化率を上げられない原因となっています。従来法として硫化物フラックスを用いた脱銅法が広く検討されているが、大量の硫化物を用いたバッチ処理になることが問題です。本発明は電気化学的手法を用いて溶融鉄中のCuの溶融スラグ中へのイオン化分離を促進する技術であり、原理上連続処理が可能となります。さらに溶融鉄の高純度化のみならず、回収した電析銅のリサイクルも考えられます。
実用化イメージ

鉄スクラップを用いたリサイクル製錬、連続的なトランプエレメント除去に活用可能です。

研究者

多元物質科学研究所

夏井 俊悟  

Shungo Natsui

り

リチウムイオン内包フラーレンを用いた二次電池の開発

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • リチウムイオン内包フラーレン（Li+@C60）を用いた二次電池を開発しています。その中でもLi+@C60をカチオンとしたイオン液体を電気二重層キャパシタ(EDLC) の電解質として用いた[Li+@C60]・EDLCは、広い温度域で高い運動性を示す球形のC60殻内に安定に閉じ込めたLi+ を用いるため、イオン液体中でも高密度で高速蓄電が可能で、高い安全性が確認されています。
実用化イメージ

宇宙などの極限環境下で使用可能な二次電池としての応用が期待されます。さらに、Li+@C60を用いた全固体型二次電池への展開も可能で、飛躍的な蓄電密度の向上が達成できます。

研究者

大学院理学研究科

權 垠相  

Eunsang Kwon

粒界工学による粒界劣化現象抑制に基づく高特性材料の開発

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • オーステナイト系ステンレス鋼やニッケル合金は粒界劣化現象が永年の大きな問題です。当グループの開発した粒界工学制御プロセスは、通常ステンレス鋼の粒界腐食（図1、2）、溶接部腐食、応力腐食割れ、液体金属脆化、放射線損傷などに対する抵抗性を著しく向上させるとともに、高温クリープ破断寿命を顕著に延長（図3）させるなど、粒界劣化現象抑制による著しい特性改善を実現しました。
実用化イメージ

この粒界工学制御技術により、金属材料の耐食性や高温寿命の向上が期待できることから、電力・化学プラント配管、高温高圧容器、食品加工機器などの製造業への適用が想定されます。

研究者

大学院工学研究科

佐藤 裕  

Yutaka Sato

液体ロケットエンジン・ターボポンプに発生するキャビテーションの諸問題

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • キャビテーション現象は、液体を作動流体とする流体機械内部の低圧部において液相が気相へと相転移する現象であり、その非定常性や壊食性が流体機械の振動や騒音、性能低下、損傷などの原因となることで知られています。液体ロケットエンジンのターボポンプでは、メインポンプでのキャビテーションの発生を防ぐことを目的に、入口部にインデューサと呼ばれる軸流ポンプが取り付けられていますが、逆にインデューサではキャビテーションが不可避的に発生します。インデューサに発生するキャビテーションは、推進剤の脈動や回転非同期の軸振動の原因となる「キャビテーション不安定現象」を引き起こす場合があり、問題となります。これまで、独自に開発した気液二相均質媒体モデルを用いた数値解析により、単独翼に発生する非定常キャビテーション特性、翼列に発生するキャビテーションの破断特性、三枚周期翼列に発生するキャビテーション不安定現象の発生メカニズムの解明を行ってきました。さらに、翼にスリットを設けることによるキャビテーション不安定現象の抑制手法の開発を、数値解析を用いて行ってきました。数値解析で予測された最適なスリットを実機インデューサに適用し、JAXA 角田宇宙センターにおいて抑制効果の検証実験も行っています。現在、数値本解析手法を液体水素等の極低温流体系へと拡張し、極低温流体で顕在化することが知られている「キャビテーションの熱力学的抑制効果」の解析を行っています。その他、本研究は原子力発電プラント保全技術、海洋・沿岸安全技術、水質保全、医療分野への応用が可能です。この数値解析手法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

流体科学研究所

伊賀 由佳  

Yuka Iga

流動キャビテーションを利用した表面改質方法

 
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概要

流動キャビテーションを利用した表面改質方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T04-206_T05-248.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • キャビテーションとは、液体の速度の増大に伴い、圧力が低下し、液体の飽和蒸気圧まで圧力が減少した結果、液体が気泡になる現象で、特に微細気泡からなる郡列キャビテーションは大衝撃力を生じます。この現象を応用したキャビテーション・ショットレス・ピーニングは鋼球を用いる方法（ショット・ピーニング）と比較し加工面がスムースでかつ高い疲労強度が達成できます。水槽を用いず、低速水噴流中に高速水噴流を噴射することにより、大気中での施工も可能です。
実用化イメージ

以下のような社会実装への応用が想定されます。
・疲労強度を向上させる加工装置
・圧縮残留応力を付与する加工装置
・動植物育成促進装置

研究者

大学院工学研究科

祖山 均  

Hitoshi Soyama

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