東北大学　研究シーズ集

EN

登録されている研究者 453人（研究テーマ418件）

あ 行
研究テーマを一覧表示

ふ

高圧熱水処理による未利用資源の有効活用

 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 食料産業分野から排出される未利用資源を原料とし、従来広く用いられる発酵技術に変えて、高圧熱水処理法という新たな手法により、多様な機能を発揮する生物素材を製造します。高圧熱水は誘電率が低くイオン積が大きいため、常温常圧の水とは異なる溶媒特性を持ちます。我々は、未利用水産物のモデルとして魚皮由来のゼラチンを選び、160〜240°Cの高圧熱水処理を施すことにより、タンパク質を分解し、分解産物について有用性を評価しました。
実用化イメージ

高圧熱水処理による部分分解産物を、米、穀類、野菜、果実、花卉類等の農業分野、養殖水産業、畜産業あるいは様々な食品工業において有効活用せしめ、生産性の向上と競争力の高い商品開発に結びつけさせます。

研究者

大学院農学研究科 農芸化学専攻 食品天然物化学講座（テラヘルツ食品工学分野）

藤井 智幸  

Tomoyuki Fujii

椅子の前傾角度変更装置

 
 
前の画像
次の画像
概要

椅子の前傾角度変更装置
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T20-2911.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 使用者の姿勢が座位に維持される期間が過度に長くなると、使用者の健康を害することが知られています。例えば、当該期間と、筋骨格系障害、心疾患、又は、生活習慣病等の疾病に罹患する確率が相関を有することが知られています。
  • 本発明では、椅子の座面を緩やかに傾斜させることで、ユーザーを自然に立位へと誘導します。また、デスクワーク等ユーザーの本来のタスクを妨げず、ストレスにならないような傾斜方法を実現したことが大きな特徴です。
  • また、スマートフォン等の提供する機能との連動によって、リマインダー機能等、多様なアプリケーションが想定されます。
実用化イメージ

・家具、オフィス家具　
・オフィスチェア

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 インタラクティブコンテンツ研究室

藤田 和之  

Kazuyuki Fujita

超音波を用いたナノ～マイクロ材料の力学特性の計測

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

超音波計測は物性評価・イメージング・センシングなど様々な科学技術で活躍している重要な手法です。私は光を用いて周波数GHz～THzオーダの超音波を励起検出する計測する手法を用いて大きさがナノ～マイクロオーダーの微細構造・薄膜の力学特性・音響特性の評価と非破壊検査を行っています。

従来技術との比較

従来の超音波は波長が数マイクロメートル以上だったためナノスケールでの計測は不可能
でした。そこで私はフェムト秒パルスレーザを用いて波長が10 nmオーダーの超音波を操る計測技術によって、ナノ材料の力学特性の評価やナノ領域での非破壊検査を実現しました。

特徴・独自性
  • 従来の超音波は波長が数マイクロメートル以上だったためナノスケールでの計測は不可能でした。そこで私はフェムト秒パルスレーザを用いて波長が10nm オーダーの超音波を操る計測技術によって、ナノ材料の力学特性の評価やナノ領域での非破壊検査を実現しました。具体的には以下の特徴があります。
  • ・光と音（レーザと超音波）を駆使した独自の計測技術を開発
  • ・ナノ材料・GHz 帯の振動現象を励起検出
  • ・温度10 ～ 600K、最大5T の高磁場下で音速や弾性定数を正確に計測
  • ・磁気ダンピング定数や飽和磁化を時間領域における磁化振動から計測
  • ・金属、圧電体、磁性体などナノ薄膜やダイヤモンド、タングステンカーバイドなど超硬材料が主な対象
  • ・スマホの無線通信用フィルタの特性解明と材料開発に貢献・光よりも波長が短い超音波によって高感度なバイオセンサの開発やナノワイヤの破断過程のモニタリングへ応用
実用化イメージ

この計測手法はnm オーダの半導体中に発生する欠陥の検査や、5G 通信デバイスで欠かせない音響弾性波フィルタの音速・減衰評価を可能にしました。

研究者

大学院工学研究科 材料システム工学専攻 マイクロシステム学講座（材料システム計測学分野）

長久保 白  

Akira Nagakubo

太陽電池用Si多結晶インゴットの成長技術開発

 
 
前の画像
次の画像
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

酵母を用いた認知症治療薬スクリーニング系の開発

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • γ セクレターゼを発現した酵母を用いてアルツハイマー病患者脳内で生成されるアミロイドβの生成を検出するアッセイ系を開発しました。家族性アルツハイマー病家系から見つかっている遺伝子変異を利用することで、特に毒性の高いアミロイドβ（A β42）の生成を検出することが可能です。また、レポーター遺伝子の発現、即ち酵母の生育・レポータ酵素を評価することにより、A β42を減少させる化合物、変異の同定に成功しました。
実用化イメージ

本法によりγセクレターゼの機能を調節・阻害して認知症治療を目指す、化合物、天然物、遺伝子等のスクリーニングを行うことができます。この技術を産業的に活用したい製薬・食品企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

大学院農学研究科 農芸化学専攻 生物化学講座（酵素化学分野）

二井 勇人  

Eugene Futai

生体内微小環境の流動・輸送現象を再現する間質機能チップの開発

前の動画
次の動画
概要

生体組織を構成する細胞は間質と呼ばれる組織に包まれており、細胞の動態は間質内の流動・輸送現象に伴う刺激により変化する。しかし、間質内の微小環境に応じた細胞動態については不明な点が多く、疾患の治療・予防の限界の原因となっている。局所的な培養環境を能動的かつ即時的に制御しながら細胞観察を行うことは困難であり、近年盛んに研究が進んでいるマイクロ流体デバイスを用いた手法においても、培養環境制御は十分ではなかった。このような背景の下、間質内の環境因子として酸素濃度・pH・間質流に着目し、それらの場を素早くかつ厳密に制御しながら、個々の細胞の即時的な応答と細胞間の相互作用のリアルタイム観察を可能にする「間質機能チップ」を開発した。

従来技術との比較

培養環境を制御しながら細胞動態の経時的観察を行うために、顕微鏡上に設置して細胞周囲の環境を制御するステージインキュベーターなどが用いられてきたが、局所的な培養環境の変化を能動的かつ即時的に制御することは非常に困難であった。また、マイクロ流体デバイスやorgan-on-a-chipを用いることで、微小環境を制御しながら細胞動態を観察する方法が近年盛んに研究されているが、培養環境制御の観点では十分ではない。本チップは、細胞実験に適用することで、厳密かつ迅速な環境制御の下で細胞動態の観察を実現する。

特徴・独自性
  • 間質機能チップ内には細胞培養用の流路を配置し、それらの鉛直上方に複数のガス流路を配置した。酸素と二酸化炭素濃度を調整した混合ガスをガス流路に供給することで、ガス交換により細胞培養用の流路内の酸素濃度とpHの制御を実現した。既存の化学反応を利用する方法に対して細胞毒性がなく、酸素濃度とpHを自在に制御することが可能になった。また、細胞培養用の流路をハイドロゲルで満たし、その出入口に培養液の水頭差を与えることで間質流の制御も可能である。開発したチップ内で細胞を培養し、酸素濃度・pH・間質流を制御しながら細胞動態を観察することで、それら環境因子に対する細胞の応答特性を解明することができる。
実用化イメージ

がん微小環境や炎症性微小環境などに特徴的な低酸素・低pH環境を再現した上で、薬剤の効果を事前評価し、効果的な薬剤の選定と容量の決定に利用できる。また、基礎医学や生物学的な研究において、培養環境の厳密制御下の細胞観察を行う実験システムを提供する。

研究者

流体科学研究所 流動創成研究部門 融合計算医工学研究分野

船本 健一  

Kenichi Funamoto

ポジトロン標識プローブの創製と応用研究

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • サイクロトロンで製造されるポジトロン放出核種を薬学・医学へ応用する研究を行っています。生体画像化技術のPET イメージングで利用するポジトロン標識薬剤の分子設計理論と標識合成法に関する基礎研究を基盤とし、がんやアルツハイマー病のPET 用画像診断薬剤の開発、ミトコンドリア標的プローブの創製と画像医学診断（心筋血流、褐色脂肪組織）への応用、PET による薬物動態解析、薬効薬理研究に取り組んでいます。
実用化イメージ

以下のような社会実装を目指して研究を進めています。
・新規ポジトロン標識技術・装置の開発。
・がん、認知症、循環器疾患のPET 画像診断プローブの製品化。創薬候補化合物のポジトロン標識化とPET 薬物動態評価（動物、ヒト）。\
・新薬（候補）の生体薬効薬理評価。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター 短寿命ＲＩ研究部門 核薬学研究部

古本 祥三  

Shozo Furumoto

ほ

青色光を用いた殺虫技術の開発

 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 可視光には複雑な動物に対する致死効果はないとこれまで考えられていましたが、その常識を覆し、青色光に殺虫効果があることを明らかにしました。LEDなどの照明装置を用いて、青色光を害虫の発生場所に照射するだけの殺虫方法であるため、クリーンで安全性の高い全く新しいケミカルフリーな害虫防除技術になることが期待されます。可視光に殺虫効果があることを発見したのは世界初であり、他に類似のものが全くない独自の技術です。
実用化イメージ

農業、食品産業、畜産業、公衆衛生、一般家庭など様々な分野における害虫防除への利用を想定しています。上記用途と関連する業界あるいは照明メーカーとの連携が考えられます。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 植物生命科学講座（応用昆虫学分野）

堀 雅敏  

Masatoshi Hori

レアメタルフリー高性能蓄電池の先端ナノテクノロジー

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 高容量・高出力・高安全性・低コストの次世代蓄電エネルギーデバイスであるポストリチウムイオン電池を実現するために、単原子層物質グラフェン、金属硫化物ナノシート、ナノ結晶活物質、ナノ粒子、ナノ多孔材料などの新しい機能材料の開拓とデバイス応用を研究します。全固体型リチウム二次電池、マグネシウム電池、燃料電池、大容量キャパシタ、ウェアラブル電池などの高性能電極材料・デバイス創製の精密化学プロセスを研究します。
実用化イメージ

ポストリチウムイオン電池および革新的エネルギー材料開発を研究シーズとして素材産業、電池メーカー、電気自動車企業、スマートグリッドや再生可能エネルギー等の電力ビジネス企業との共同研究を積極的に推進します。

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 エネルギーデバイス化学研究分野

本間 格  

Itaru Homma

情報セキュリティ技術とその応用

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 実世界とサイバー空間のコンピューティングが融合する次世代ICT社会に向けた情報セキュリティ技術の研究を行っています。特に、暗号や秘密計算等のセキュリティ機能を超高速かつ極低電力で行うHWおよびSWコンピューティング、システムを各種物理攻撃(システムに物理的にアクセスして行う攻撃)から守るセキュア実装技術、システムの利用環境や応用分野に応じたセキュリティ最適化技術に関する研究を中心に行っています。
実用化イメージ

情報セキュリティ技術の分野における産学連携を進めることができます。特に、組込みシステムセキュリティの先端的知見や技術を活かして、これまで多くの国内外の企業、大学、研究機関などと連携してきた実績があります。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 環境調和型セキュア情報システム研究室

本間 尚文  

Naofumi Homma

ま

振動制御

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 振動から取り出したエネルギーを利用する「自家発電」による振動制御のため、「セルフパワード振動制御」と呼ばれます。回収エネルギーは余剰が生じるため、広範囲な用途に使えます。例えば、無電源通信・振動発電・振動エネルギーハーベスティング・ヘルスモニタリングの実施なども可能です。宇宙工学からスピンオフした技術です。高性能な振動発電としても利用できます。
実用化イメージ

例として、以下のような社会実装に向けた共同研究が考えられます。
・振動低減、ヘルスモニタリング、無電源無線通信
・工場の定常的な振動（回転機械、壁）
・電源コードが届かない回転体
・人から離れた橋梁、高架下、インフラ全般
・低周波騒音対策（防音壁など）

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（宇宙構造物工学分野）

槙原 幹十朗  

Kanjuro Makihara

光を利用したヘルスケア・無侵襲診断システムの開発

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 微弱な光を照射するだけで、血糖やコレステロールなどの血中成分の分析が可能な、日々の健康管理のためのシステムや、息をセンサに吹き込むだけで代謝機能などの診断が可能な装置、また血液のみから複雑な前処理なしに脳腫瘍などの迅速診断が可能な手法などについて、基礎的および実用システム実現のための実践的研究を行っています。
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

システム変革を鑑みた半導体材料から素子応用に関する　研究開発

 
 
 
前の画像
次の画像
特徴・独自性
  • (1)光通信用半導体レーザ：1981年、通信波長1.55μmでの単一縦モードでの室温連続発振。ファイバ当たりの伝送容量を25千倍の10Tb/sに増大。(2)窒化物半導体青色LED：InGaAlN提案（1987年）、発光材料InGaN単結晶薄膜成長（1989年）。本技術は市販の青色LED作製の標準技術。高周波・高出力トランジスタ：逆HEMT作製。車用トランジスタ実現のためGaN基板開発中。
実用化イメージ

光通信用分布帰還型レーザ作製技術：サブミクロン周期構造作製、レーザの作製プロセス・素子評価・シミュレーション／窒化物半導体関連技術：有機金属気相成長、結晶評価、発光素子‧太陽電池‧電子素子の作製と評価

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 窒化物半導体による革新的光・電子デバイスの開発

松岡 隆志  

Takashi Matsuoka

N極性制御を利用した、より安価、高品質なGaN自立基板

概要

窒化物半導体自立基板作製方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T14-121.pdf
本発明は、高品質な窒化物半導体自立基板をより安価に作製する技術に関する。本発明では、種結晶にSCAlMgO4基板を用いることも含む。本基板上の窒化物半導体の転位密度が低くなる。結晶極性の制御によって、窒化物半導体の膜厚の増大とともに結晶径の拡大もできる。

従来技術との比較

従来より貫通転位密度の少ない窒化物半導体の自立基板を作製できる。さらに、土台となるScMgAlO４の劈開性を用いることによって、窒化物半導体の剥離が容易となり、基板作製コスト化も低減できる。

特徴・独自性
  • 自立基板作製に種結晶としてScAlMgO4を用いること。
  • 結晶極性としてN極性を用いることによる結晶径を拡大できること。
  • 種結晶としてScAlMgO4を持ちいて、この結晶の表面保護層としてAlNを形成する場合には、その表面の酸化後、さらに表面を窒化すること。
  • 種結晶の主表面がｃ面から0.4～1.2°傾斜していること。
実用化イメージ

発光ダイオードやレーザなどの光素子、および、高出力・高周波・高耐圧トランジスタの作製のために、高品質で安価な窒化物半導体自立基板を提供すること。企業へは事業化のための検証を期待する。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 窒化物半導体による革新的光・電子デバイスの開発

松岡 隆志  

Takashi Matsuoka

環境に優しい窒化物半導体から構成される高効率太陽電池

概要

結晶極性を利用した高効率太陽電池
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T12-157.pdf
結晶の極性（薄膜結晶成長方向に沿った構成原子の配列順）を制御した成長技術、特に窒素（N)極性成長技術を用いたN極性太陽電池であり、Ga極性太陽電池と比較して、フォトキャリの引き出し効率が8倍以上大きくなることを実験検証済である。

従来技術との比較

光吸収電流に関しては、N極性型窒化物半導体太陽電池は、従来のGa極性窒化物半導体太陽電池に比べて、8倍程大きい。

特徴・独自性
  • 従来の窒化物半導体素子の結晶極性は、太陽電池も含めて、すべてGa極性であった。本発明の窒化物半導体太陽電池はN極性である。
  • 結晶極性にN極を用いることによって、光吸収電流は８倍大きくなる。その結果、高効率の太陽電池を窒化物半導体を用いて作製できる。
実用化イメージ

窒化物半導体の温度に依存しにくい特性を活かし、温度変化の激しい環境においても安定して動作する太陽電池の研究開発を進めたい。
企業とは、素子構造の最適化やN極性太陽電池の特性定量的化を共に行いたい。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 窒化物半導体による革新的光・電子デバイスの開発

松岡 隆志  

Takashi Matsuoka

光学式精密運動計測センサおよび外部標準が不要な校正法の開発

前の動画
次の動画
概要

広波長帯域光源を用いた角度センサに対して、用いられる回折格子の格子定数や検出器の設置誤差などを外部の測定器なしで決定する方法を開発した。本手法は上位の参照基準が不要となる方法であり、光周波数コムを用いた測定とも相性が良い。

従来技術との比較

広波長帯域光源を用いた角度センサでは、光周波数コムのような周波数高精度光源を用いても、用いる回折格子の格子定数や検出器の設置誤差などを既知の値とするか外部の測定器で校正して測定を行っていた。

特徴・独自性
  • 移動ステージやロータリエンコーダなどの校正に用いることができる正確な角度計測が可能です。
  • エンコーダなどに用いる回折格子定数の10 ピコメートルレベルの決定が可能です。
  • 原子時計と光周波数コムを組み合わせた角度計測に適用することで、研究室内で外部標準の不要な校正された角度計測系が構築可能です。
実用化イメージ

以下のような企業等との共同研究を希望します。
・波長測定精度の向上には光周波数コムの高速・高安定化技術が必要であり、これらの技術を持つ企業
・トレーサビリティ認定に本技術を適用可否について検討できる企業

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（精密ナノ計測学分野）

松隈 啓  

Hiraku Matsukuma

サプライチェーンを通じた資源利用と関連するリスクの可視化

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • マテリアルフロー解析、産業連関モデルに基づくサプライチェーン解析により資源の流れを明らかにし、資源採掘・精錬・輸送に関わるサプライチェーンの各拠点、経路の各属性別リスクデータとの融合を行い、我が国の科学技術イノベーション政策、資源安全保障に寄与する知を生み出します。
実用化イメージ

これまでに共同研究・連携を行った経験があるのは鉄鋼産業、自動車産業です。省資源化技術導入による環境影響評価を行いたい行政機関や事業者との連携も積極的に行っていきたいと考えています。

研究者

大学院環境科学研究科 先進社会環境学専攻 環境政策学講座（環境・エネルギー経済学分野）

松八重 一代  

Kazuyo Matsubae

実験心理学の原理から人間の行動を理解する

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 人の行動情報をセンシングし、人の意図や心身状態、人間関係を読み取ろうとする動きが進んでいます。このような状況を踏まえ、本研究室では、視線計測技術などを用いた実験心理学的手法によって人の身体行動に内在する心の理解に関する認知機能の解明に取り組んでいます。
実用化イメージ

私たちは、日常の中で、極めて効率的な身体行動を様々な状況で柔軟かつ容易に実現していますが、なぜこのようなことが可能なのでしょうか？この問題は、認知科学、神経科学、リハビリテーション医学、スポーツ科学、ロボット工学などの様々な研究分野で取り組まれている重要な問題の一つです。 効率的な身体行動の実現には、目に見える「物理的な身体」ではなく、目に見えない「心の中の身体」（自己身体の気づき）が深く関与することを見出しており、「心の中の身体」のメカニズムと機能的役割の解明を進めています。

研究者

大学院情報科学研究科 応用情報科学専攻 応用生命情報学講座（認知情報学分野）

松宮 一道  

Kazumichi Matsumiya

固液界面真空プロセスの開発とその応用

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • wet系プロセスの利点を真空プロセスに取り入れた次世代の半導体プロセスへの応用開発、有機半導体の新しい精製技術の開発、イオン液体を介した蒸着法による再結晶が困難な有機化合物の単結晶の試作などに取り組んでいます。
実用化イメージ

wet系プロセスの利点を真空プロセスに取り入れた次世代の半導体プロセスへの応用開発、有機半導体の新しい精製技術の開発，イオン液体を介した蒸着法による再結晶が困難な有機化合物の単結晶の試作など。

研究者

大学院工学研究科 応用化学専攻 原子・分子制御工学講座

松本 祐司  

Yuji Matsumoto

メタボロミクスによる診断マーカー探索

 
 
 
前の画像
次の画像
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 薬剤部

眞野 成康  

Nariyasu Mano

東北大学　研究シーズ集

研究分野

ENGLISH
メニューを閉じる