登録されている研究者 447人(研究テーマ429件)

構造制御による環境発電材料の高性能化と応用展開

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • I oT 社会の実現に向けて、充電を必要としない小型センサの開発は不可欠です。当研究室では、独自装置を用いた材料創製技術、理論に基づいた数値解析技術を駆使し、材料の複合化によって、身の回りの未利用エネルギー(振動、超音波、光エネルギーなど)を電気エネルギーとして回収可能な環境発電材料の創製とさらなる高性能化を得意としています。
実用化イメージ

環境発電特性および関連特性の付与による、既存の機械やデバイスのさらなる高性能化、新機能追加から生じる付加価値向上を目指している企業等との共同研究を希望します。

研究者

大学院環境科学研究科

成田 史生  

Fumio Narita

チタンの抗菌・抗ウイルス化表面処理

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概要

熱酸化やスパッタリング法によりチタン・チタン合金表面上に可視光応答型光触媒活性酸化チタン膜を作製する。酸化チタンの光触媒活性の酸化分解能により、可視光照射のみでチタン製インプラントや構造物表面に付着した細菌やウイルスを死滅させることができる。

従来技術との比較

熱酸化やスパッタリング法といった比較的簡便で基板形状を問わないプロセスにより、チタン表面に軽元素や貴金属を含有した可視光応答型光触媒活性酸化チタン膜を作製する技術を有する。

特徴・独自性
  • 感染症はガンとともに人類の健康に対するリスクであり、感染症に強い社会の構築が求められています。新型コロナウイルス感染症は2023年に5類感染症移行したものの、今後も未知の野生生物由来のコロナウイルスによる新興感染症が継続する可能性は極めて高いと思われます。感染経路の一つである接触感染の抑制に対しては材料の寄与が可能です。材料表面の抗菌・抗ウイルス化の方策として薬剤耐性菌発生の心配がなく、人体への悪影響も少ないTiO2の光触媒活性が有力です。抗菌・抗ウイルス性は蛍光灯など日常の生活環境下において発現することが要求されるので、TiO2には紫外光に加えて可視光応答が必須となります。当グループではスパッタリング法やチタンの熱酸化を利用して作製した可視光応答型TiO2膜の抗菌性や抗ウイルス性を評価してきました。図1に新型コロナウイルスのスパイクタンパク質受容体結合ドメインを有する融合タンパク質をTiO2膜表面に播種した後に種々の条件で可視光を照射した際に残存する融合タンパク質量を示します。横軸は可視光照射条件で、縦軸が融合タンパク質の質量になります。破線が播種した融合タンパク質量で、グレーのバーで示す暗所保持では、ほとんど初期の播種量に等しい融合タンパク質量が残存しているのに対し、黄色の可視光照射下では有意に減少しています。これは、融合タンパク質が可視光照射により不活化されていることを意味します。
実用化イメージ

教育・公共施設の机やパソコン、住宅のドアノブ、手摺り、スイッチ、移動体のつり革やシート、病院や老人施設の受付、ロビーやトイレなどで使用される材料表面に抗ウイルス機能を付与することができれば、材料工学からの接触感染抑制に対する有効な寄与となります。

研究者

大学院工学研究科

成島 尚之  

Takayuki Narushima

次世代ステント用Co-Cr合金の高機能化

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概要

次世代バルーン拡張型ステントへの適用を念頭に、規格Co-Cr合金高強度化・高延性化のための加工熱処理プロセス高度化に加えて、更なる機械的特性の向上およびX線視認性の向上を指向とした新規Co-Cr合金開発を行っている。

従来技術との比較

次世代ステントには更なる小径化が要求されているため、高強度・高延性に加えて、低降伏応力や高X線視認性という多様な特性が要求されている。低温熱処理技術と軽元素・貴金属の合金化によりその課題を解決する。

特徴・独自性
  •  次世代ステントには更なる小径化が要求されているため、高強度・高延性に加えて、低降伏応力や高X 線視認性という多様な特性が要求されています。次世代バルーン拡張型ステントへの適用を念頭に、Co-Cr 合金の高強度化・高延性化のための加工熱処理プロセスの高度化に加えて、更なる機械的特性の向上およびX 線視認性の向上を指向とした新規合金開発によりその課題を解決します。
  • (1)炭素添加による機械的特性向上従来ステント用に使用されているC o - 2 0 C r - 1 5 W - 1 0 N i ( L 6 0 5 ,mass%)合金に炭素を0.2mass% 添加することで、次世代バルーン拡張型ステントとしての機械的特性の目標値を達成できることを示しました(図1)。今後は、結晶粒径を30 μ m 程度での目標値達成を目指します。
  • (2)Pt 添加によるX 線視認性向上ステント留置にはX 線視認性が要求されます。Pt は高密度で原子番号が大きいのでX 線視認性向上のための有力な合金元素です。図2 に3 つのPt 添加開発合金、Co-25Cr-5Ni-10Pt-10W(5Ni10Pt)、Co-25Cr-5Ni-15Pt-10W(5Ni15Pt)、Co-25Cr-15Pt-10W(0Ni15Pt)( いずれもmol% 表示)のX 線視認性(X線の透過しにくさ)を従来材のL605合金と比較して示します。いずれの合金もL605 合金と比較してX 線視認性が向上しています。加えて、開発合金はL605 と比較して低い体積磁化率を有しており(図3)、MRI などの診断でアーチファクトを低減させることができます。
実用化イメージ

次世代ステントの実用化に、生体用Co-Cr 合金の加工熱処理プロセスの高度化と新合金開発の観点から貢献します。

研究者

大学院工学研究科

成島 尚之  

Takayuki Narushima

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

西澤 松彦  

Matsuhiko Nishizawa

NPO とソーシャル・キャピタル、 DEI、ウェルビーイング

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 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、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)を創出する役割もあります。このようなNPO や社会的企業の役割やマネジメント、社会イノベーターの教育・人材育成について、国際的な視点も取り入れながら研究しています。また、DEI などのダイバーシティやウェルビーイングの視点から、人や組織がどのように幸せに暮らし・働き・共生・共創していけるかについても、NPOや社会的企業の事例研究を中心に取り組んでいます。
    本研究では、NPO や社会的企業が、どのように多様な関係者と協力しながらソーシャル・キャピタルを創出し活用できるか、どのように人材マネジメントや人材育成にDEI やウェルビーイングの視点も取り入れることができるかなどについて、関心のある企業・社会的企業・NPO 等と共同研究を行うことを希望します。
実用化イメージ

研究者

大学院経済学研究科

西出 優子  

Yuko Nishide

古代インドの宗教,言語,社会,生活

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • ヴェーダと仏教との二領域に亘る、通時的視点に立つ点を研究の特色とします。その際、① 原典の文法及びシンタクスの正確な理解に基づく精査と、② 伝承の背景となる社会や実生活の解明とを基礎として常に心がけ、③ ヴェーダ文献並びにヴェーダ祭式、④ 古代インドの生活と社会、⑤ ヴェーダから仏教へと至る思想と社会との変遷(胎児発生と輪廻説、家系及び家族制度など)、⑥ 仏教教団の生活に重点を置いています。
実用化イメージ

仏教興起に至る宗教および社会の変遷、ブッダの思想に関わる内容を、特に死生観を中心として紹介します。

研究者

大学院文学研究科

西村 直子  

Naoko Nishimura

あらゆるモノ同士の直接通信の効率化を実現する技術

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概要

あらゆるモノが自由自在につながる世界の実現を目指し、モノがインターネットにつながるためのインフラ型の無線通信技術と、モノが相互につながるためのアドホック型の無線通信技術の両方について研究を展開しています。研究対象となるモノについては、スマホから衛星まで様々です。

従来技術との比較

従来技術の多くは、モノに対してネットワーク接続機能を付与することでインフラ型の通信を可能にします。一方、本技術は、モノ同士が自由自在に直接つながるための機能を実現するもので、あらゆるモノが相互につながるアドホック型の通信を可能にします。

特徴・独自性
  • モノが相互につながるためのアドホック型の無線通信技術の一部について、スマートフォンを対象にして応用した事例として「スマホdeリレー」がありますが、こちらの研究開発詳細については研究室ウェブサイトをご覧下さい。
実用化イメージ

インフラ型の無線通信技術ならびにアドホック型の無線通信技術のそれぞれについて、無線通信機、通信システム、および通信サービスに関連する業界、ならびに防災・減災など災害時の情報通信に関係する業界の企業等との連携により、社会へ貢献することを目指しています。

研究者

大学院工学研究科

西山 大樹  

Hiroki Nishiyama

高活性白金系燃料電池電極触媒の創製

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概要

2030年における燃料電池の広範な普及には、カソードにおける白金触媒の酸素還元反応活性を1740 A/gまで向上させる必要がある。我々は、~1 nm程度まで微細化された白金クラスターに対して、「合金化」、「担体の複合化」、「メラミンによる表面被覆」を適用することで、2500 A/g以上の白金質量活性を創出することに成功した。これらの実用化により、燃料電池の広範な普及に貢献する。

従来技術との比較

固体高分子型燃料電池においては、カソードにおける酸素還元反応が律速となっており、そうしたカソードでは、カーボンブラック上に2−3 nmの粒径の白金微粒子が担持された触媒が広く利用されている。それら白金ナノ粒子触媒の白金質量活性は、高いものでも480 A/g程度であり、我々の白金クラスター触媒(2500 A/g)はその5倍以上の質量活性を有している。

特徴・独自性
  • 以下のような特徴を持つシーズです。
  • ・1nm 程度の極微細な白金クラスターの精密かつ単分散での合成
  • ・複数の高機能化手段の最適化に基づく高活性な白金系燃料電池電極触媒
  • ・得られた白金質量活性(2500 A/g)は2−3 nm の白金微粒子の5倍以上
  • ・得られた白金質量活性はNEDO 等が指摘する2030年目標(1740 A/g)を既に実現
  • ・2−3 nm の白金微粒子の微粒子よりも高い安定性
実用化イメージ

我々の技術および触媒を企業と共有(連携)することで実用化・事業化することを想定しています。実用化の開始時期としては、2030年頃が目安になると考えています。

研究者

多元物質科学研究所

根岸 雄一  

Yuichi Negishi

母乳抗体IgA 量を増強させる有用微生物

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 母乳中の抗体(主としてIgA)は、産子の健康に欠かせない重要な免疫物質です。母乳抗体IgA は、乳腺内に遊走する形質細胞(リンパ球の一つであるB 細胞より分化した細胞)から分泌され、母子移行されるタンパク質の一つです。我々は、この母乳抗体IgA の産生に関わる形質細胞の大半は、乳腺から遠く離れた腸管に由来していることを突き止めています。また、母乳抗体IgA が産生される際に、腸管内に生息する特定の腸内微生物(例:B.acidifaciens、P. buccalis)の存在が重要であることを明らかにしています。
実用化イメージ

本研究を通して、ヒトや動物といった哺乳動物の母乳を介した免疫機能(母乳抗体IgA 産生)を強化するための着眼点が見出されています。特に、哺育期の母体を対象としたプロバイオティクス開発などへの応用が期待されています。

研究者

大学院農学研究科

野地 智法  

Tomonori Nochi

心身のストレス制御機器

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 特定の周波数・出力強度の超音波を安定して固定照射する機器により、1)患部に照射して、肩こり、腰痛、こむらがえり等のセルフケア、2)前腕部に照射して自律神経系の活性を促し、リラクゼーション、快眠、末梢循環改善、白衣高血圧現象の改善等、生体のストレス反応を制御する健康機器を地元の医療機器メーカーと産学共同で製造しました。
実用化イメージ

製品の販売を担う企業との連携を求めています。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

野々垣 勝則  

Katsunori Nonogaki

脂肪性肝疾患の発症予防用・進展抑制用組成物

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  •  本発明は、生体内で脂肪性肝疾患の発症予防又は進行抑制組成物で、乳蛋白質抽出物、又は、乳蛋白質加水分解物を含有する組成物、および、前記組成物含有ゼリー、又は、前記組成物含有栄養飲料水、又は、前記組成物含有医薬品に関する。
  •  本発明の体内セロトニン低下用組成物である体内FGF15/19 増加用組成物は、体内FGF21 低下用組成物であり、体内へ投与した場合に、血中FGF15/19 又は体内FGF15/19 分泌を増加させ、ホエイプロテイン抽出物、又は、ホエイプロテイン加水分解物を有効成分として含み、脂肪性肝疾患の発症予防用組成物又は進行抑制用組成物である。
  •  また、本発明の前記組成物は、体内セロトニン2b 受容体シグナル伝達遮断用組成物であることを特徴とする組成物でもある。
  •  更に、本発明の前記組成物は、脳内セロトニン2c 受容体シグナル伝達刺激用組成物であることを特徴とする組成物でもある。
実用化イメージ

ホエイプロテインを含む健康食品、飲料水、ゼリー製品等の開発・販売事業を担う企業との連携を求めています。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

野々垣 勝則  

Katsunori Nonogaki

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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概要

従来技術との比較

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

野村 俊一  

Shunichi Nomura

マイクロ・ナノマシニング技術を⽤いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 精密機械加工技術、MEMS(微小電気機械システム)技術などを用いて小さくとも様々な多機能を実現する新たな医療機器、ヘルスケア機器を開発しています。体内で検査治療を行う内視鏡やカテーテルを高機能化するほか、今までにない新たな医療機器を開発し、より精密で安全な検査・治療、新たな検査・治療の実現を目指します。また、体表に装着する薄く軽い高機能なデバイスにより、場所や時間の制約のない新たなヘルスケアを目指します。
実用化イメージ

基礎研究の他、実用化を目指し臨床医師および医療機器メーカーをはじめとした企業と協力して開発を進めています。また、大学から企業への橋渡しの目的で大学発ベンチャー企業を起業し協同した開発を進めています。

研究者

大学院医工学研究科

芳賀 洋一  

Yoichi Haga

高機能カーボンナノチューブ-アルミナ複合材料の開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 分散が困難とされていた、カーボンナノチューブ(CNT) を配合したセラミック複合材料の開発に関して、CNT の剛性ならびに表面性状を制御することにより均一分散させたCNT/ アルミナ複合材料の作製に成功しました。さらに、無加圧焼結によりアルミナ単味の強度特性を大きく超える複合体を作製できています。これを背景に、試作したCNT/ アルミナ複合材料の機械・電気的特性の向上と実用化に向けた基礎研究を行っています。
実用化イメージ

トライボ応用、強度と耐摩耗性が要求される人口股関節等の生体材料、電気ひずみ効果を利用したマイクロアクチュエータ、数GHz 〜 数10GHz 程度の周波数帯における電波吸収材料への応用展開が期待されます。

研究者

未来科学技術共同研究センター

橋田 俊之  

Toshiyuki Hashida

キャリブレーションを必要としない高度ビジョンシステム

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 生産現場におけるロボット導入の障害は、完ぺきな環境整備とティーチィングです。ビジョンを援用して環境や作業手順を自動で認識できれば、ロボットの導入は飛躍的に容易になりますが、ビジョンシステムにおける事前の条件出し(キャリブレーション)の負担が大きいです。フィードバック制御を用いれば、目標画像(ロボットが行うべき作業の写真)と現在画像(カメラからリアルタイムに得られる画像)をキャリブレーションなしで一致させることができます。この技術をビジュアルサーボといいます。
実用化イメージ

ビジュアルサーボの導入でカメラの配置が自由になり、キャリブレーションレスになり、ビジョンシステム導入の障害を容易に解決可能です。

研究者

大学院情報科学研究科

橋本 浩一  

Koichi Hashimoto

ビジュアルサーボ顕微鏡

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概要

従来技術との比較

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す。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ありません。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りません。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ました。
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ました。「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します。

研究者

大学院情報科学研究科

橋本 浩一  

Koichi Hashimoto

ネットワークアプリケーション制御技術

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • SoftwareDefinedNetworking(SDN)やサーバ仮想化技術などに基づき、アプリケーション層からデータリンク層までを含んだ横断的アプローチを用いて、アプリケーションの要求品質に応じて適応的にネットワークリソースを確保することで、ネットワーク・コンピューティング資源利用を最適化し、インターネットアプリケーションの品質の向上を目指します。その他、モバイルネットワーク制御技術、ネットワークアーキテクチャ、サーバ・ネットワーク仮想化技術などに基づいたテーマでの産学連携が可能です。
実用化イメージ

研究者

電気通信研究所

長谷川 剛  

Go Hasegawa