東北大学 研究シーズ集

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登録されている研究者 363人(研究テーマ411件)

高機能光材料を目指した有機・高分子ハイブリッドナノ結晶の創成

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特徴・独自性

共役系有機・高分子物質と無機系物質とのハイブリッドナノ材料では界面構造などに依存した特異な光・電子物性が発現し、革新的機能性材料として期待される。再沈法や可視光応答型光触媒還元法、パターン基板とTapered Cell 法との組み合わせなど、独自に開発した作製手法や集積化プロセスを基に、次世代光デバイスに資するコア?シェル型ハイブリッドナノ結晶の創成とその材料化に関する研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

光デバイスは情報・通信、医療分野などに大きく貢献する。一方、これらの作製手法は高分子材料工学へも適用される。例えば、高分子-微粒子複合材料における界面構造制御による物性・機能の飛躍的向上が見込まれる。

多元物質科学研究所
及川 英俊 教授 理学博士
OIKAWA, Hidetoshi Professor

新奇な量子物性を示す強相関電子物質の開発

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特徴・独自性

強相関電子系とは、クーロン斥力により強く相互作用する電子集団のことです。私たちは、物質合成と物性測定を相乗させることで、強相関電子系が示す新奇な量子物性を開拓しています。高圧合成法を含む様々な固体化学的手法を駆使することで物質を合成し、得られた試料の電気的・磁気的・熱的・光学的な物性を評価しています。さらに、極限環境や量子ビームを活用した特殊な計測も推進しています。こうした物質合成を基盤に据えた総合的な実験研究を通して、超伝導・磁性・トポロジカル秩序などの強相関量子物性を探求しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

強相関電子系は、巨視的スケールで量子効果が現れることで、劇的な機能を示します。大きなエネルギースケールを有する遷移金属化合物は、次世代テクノロジーの基盤材料としての可能性を秘めています。

理学研究科
大串 研也 教授
OHGUSHI, Kenya Professor

全てを最適化する Optimal Society

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特徴・独自性

量子アニーリングと呼ばれる最適化技術を世界でいち早く産業化に向けて、その限界を突破する基礎技術、複数の企業との応用可能性の探索に取り掛かっている。
その手法の優位性は、一度最適化したい目標を描くコスト関数を定式化するだけで利用できる点だが、我々はさらに最適化しやすい形、学習による逐次最適化、ブラックボックス最適化など、手法にとどまらない展開をしている。
特に自動運転、工場内の物流、災害時の避難誘導へ応用展開中である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

各種車両の自動運転、災害時の避難経路誘導などの経路探索問題、工程スケジューリングや多大な組合せ問題への応用。
各業界における組合せ最適化問題への課題解決方法を提供可能。
( 交通・流通、製造、材料、創薬等)

情報科学研究科 応用情報科学専攻 応用情報技術論講座 物理フラクチュオマティクス論分野
大関 真之 准教授 博士(理学)
OHZEKI, Masayuki Associate Professor

熱力学物性の電子論計算と材料開発への応用

特徴・独自性

絶対零度での物質の生成エネルギーの第一原理計算や有限温度における自由エネルギーのクラスターによる計算、粒界や積層欠陥の構造・物性、液体やガラス構造の熱力学的性質などを計算する研究を行っています。さらに、不純物を効率的に除去できる高純度化プロセスを用いて世界最高水準の高純度金属を作製し、得られた熱力学物性値を高い精度で検証をしています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

このような最新の計算手段と実験技法を駆使して、磁性体や半導体、Mg 合金をはじめとする次世代のマテリアル開発、融体やガラスの物性評価、状態図計算など、材料学の様々な新しい問題に挑戦します。

多元物質科学研究所
大谷 博司 教授
OHTANI, Hiroshi Professor

生体材料やシミュレーションによる医療デバイス開発

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特徴・独自性

ハイドロゲルを用いて、医療デバイスの状態を視認できるように、透明で表面摩擦抵抗が低く、ヒト血管の力学的特性および形状を忠実に再現できる全身血管モデルや、骨のモデルを開発しています。また、最適化手法を用いた医療デバイスの最適なデザインの研究として、特に、脳動脈瘤治療用ステント、カテーテルなどの開発をしています。これらは、デバイス開発のための動物実験の減少にも、貢献が期待されます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

医療デバイス開発を進める企業、業界との連携が可能。医療画像診断装置や画像処理、MEMS を用いた応用展開、標準化開発業界、医療トレーニング企業、高分子素材企業など様々な場面で応用が期待できます。

流体科学研究所
太田 信 教授 博士(工学)
OHTA, Makoto Professor

固体ナノ構造中の電子物性解明とデバイス応用

特徴・独自性

微細加工によりナノメートルスケールの微細構造を作製し、その電気的性質の解明とデバイス応用の研究を進めています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

精密・高速電気測定(低ノイズ、単一電子検出等)、極低温・高磁場測定、微細加工、データ科学手法などが得意です。これらがお役に立てることがございましたら、ぜひお知らせ下さい。

電気通信研究所
大塚 朋廣 准教授 博士(理学)
OTSUKA, Tomohiro Associate Professor

固体ナノ構造を用いた量子デバイスの研究

特徴・独自性

固体ナノ構造中で生じる量子状態を利用して、量子センサや量子ビット等の量子デバイスの研究を進めています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

単一電子スピン状態等の量子状態の電気的精密・高速測定、制御、データ科学手法などが得意です。これらがお役に立てることがございましたら、ぜひお知らせ下さい。

電気通信研究所
大塚 朋廣 准教授 博士(理学)
OTSUKA, Tomohiro Associate Professor

次世代設計理論・多目的設計探査−設計空間の見える化−

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特徴・独自性

我々のグループでは「多目的設計探査(MODE)」と名付けて、多目的最適化によるトレードオフ情報の提示により、設計空間の構造を俯瞰的に「可視化」する新しい設計手法を研究している。設計図は形を「可視化」するものだが、本手法は機能の「可視化」を試みるものである。「可視化」=「設計空間の見える化」により機能のトレードオフや設計変数の影響を見て取ることができるようになり、設計における意思決定に大いに役立つと期待される。優れた設計をするためには、CAE(Computer AidedEngineering)技術を利用した「見える化」の一層の活用が重要である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

流体解析、構造解析などの特定分野でCAE 技術の活用が可能。

流体科学研究所
大林 茂 教授
OBAYASHI, Shigeru Professor

新しい関数型言語SML#による高機能ソフトウエア開発環境

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特徴・独自性

次世代高信頼プログラミング言語SML#の開発を推進している。この言語は、ML 系高信頼言語の持つ高い信頼性と生産性を完全に継承し、さらに、レコード多相性、C 言語との直接連携、SQLとのシームレスな統合などの実用上重要な機能を関数型言語で初めて実現した次世代高信頼言語である。これらの特徴は、高度な機能や高信頼性を要求されるソフトウェア開発の信頼性と生産性を飛躍的に高める可能性を持つ。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

SML# を活用したプログラム開発環境に関する共同研究パートナーを求めている。すでにSML# を活用した複数の産学連携プロジェクトを推進し、また産業界を対象とした高信頼言語に関する公開講座等の実績がある。

電気通信研究所
大堀 淳 教授 Ph.D.
OHORI, Atsushi Professor

析出強化型Co基超耐熱合金

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特徴・独自性

これまで、Co基合金は高温材料として利用できる金属間化合物γ’相が存在しないため、高温強度がNi 基合金に比べて低い問題がありました。我々は、新しい金属間化合物相Co3(Al、W) γ’相を発見し、γ/γ’型Co-Al-W 基鋳造及び鍛造合金で優れた高温強度が得られています。1100℃以上の超高温用としてはIr-Al-W 合金があります。また、Co 基合金は耐摩耗性に優れる特徴を有しています。例えば、摩擦攪拌接合(FSW)ツールとして優れた特性を示し、従来、FSWが困難であった鉄鋼材料やチタン合金などの接合に対しても高いパフォーマンスを確認しています。各種、高温部材、耐摩耗部材、FSW への適用に向けた共同研究を希望します。

工学研究科 金属フロンティア工学専攻
大森 俊洋 准教授 工学博士
OMORI, Toshihiro Associate Professor

第3世代 T細胞レパートリー解析技術開発

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特徴・独自性

病気から身体を守るために、T細胞という免疫細胞が働いています。T 細胞は、その受容体で様々な病原体に対応でき、1020種類ものT 細胞受容体、すなわちレパートリーをもっています。例えば、がんを排除できるT 細胞受容体を特定できれば、このT 細胞受容体をもとにした創薬が可能となり、がんをより効率的に排除できるようになります。T細胞受容体を網羅的に調べる技術(T細胞レパートリー解析技術)は以前からありましたが、精度や効率性に問題がありました。我々はこの問題を克服し、高精度、高効率の解析技術、いわゆる第3世代T細胞レパートリー解析技術を新たに開発しました。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

この技術はT細胞が関係する疾患全てに応用できるため汎用性が高く、がんや自己免疫疾患、感染症に対する治療薬、ワクチン開発、遺伝子治療などの新規治療法の開発および個別化医療を可能とします。

加齢医学研究所 生体防御学分野
小笠原 康悦 教授
OGASAWARA, Kouetsu Professor

糖鎖精密認識レクチンによる糖鎖解析および細胞制御

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特徴・独自性

糖鎖は、細胞表面上に糖タンパク質や糖脂質として存在し、細胞間認識や制御など情報伝達機能に関わる。我々は、糖鎖認識分子である各種レクチンを海洋生物などから単離し、構造・機能を明らかにしてきた。例えば、魚類卵ラムノース結合レクチンは、Gb3 を介してIL1 など炎症性サイトカインを誘導する。また、マアナゴガレクチンの進化に基づく各種変異体を作成し、より精密な特異性を持つレクチンの開発にも成功している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

レクチンによる糖鎖プロファイリングによるiPS/ES細胞からの分化、がん化などの細胞の機能解析、細胞の分離。アポトーシスなど細胞制御への応用。抗ウィルス機能を利用した抗トリインフルエンザ資材開発など。

生命科学研究科
小川 智久 准教授 博士(理学)
OGAWA, Tomohisa Associate Professor

熱影響・相変態が生じない革新的補修・厚膜コーティング技術

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特徴・独自性

コールドスプレー法は、金属粒子を溶融することなく固相状態のまま高速ガス流と共に基材へ衝突させ、成膜する手法です。本法は成膜時の相変態や熱影響の無い皮膜を得ることが特徴であり、これを用いた革新的な補修技術並びにコーティング技術の確立と得られた付着層の信頼性評価を実施しています。また、付着メカニズムおよび得られた皮膜の健全性を評価する目的で、ミクロ/ナノ組織観察および界面強度評価等を実施しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

金属材料のみならず、最近では一部のセラミックスやポリマーの成膜が可能になっております。構造材料としてだけではなく、機能性材料の創製を含めた多方面の企業や団体との連携が可能です。

工学研究科 附属エネルギー安全科学国際研究センター
小川 和洋 教授 博士(工学)
OGAWA, Kazuhiro Professor

Exercise pill、Geroprotector

特徴・独自性

老化は、高齢化社会日本の重要課題であり、むやみな寿命延長ではなく、健康寿命の延長を目指す必要がある。そのために、高齢者の骨格筋萎縮/ Frailty 抑制と老化そのものの抑制する薬剤の開発が急務である。我々は、Exercise pill、Geroprotector 活性を持つ小分子化合物の標的タンパク質の同定を行い、druggable な老化因子の機能解析、SBDDの基礎となるX線構造解析を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

複数のExercise pill、Geroprotectorの標的タンパク質、X線共結晶構造からリード化合物を出発点に新しい化合物をデザインして創薬を目指す。

加齢医学研究所
小椋 利彦 教授 医学博士
OGURA, Toshihiko Professor

生細胞内への物体、物質直接導入法

特徴・独自性

生きた細胞内にミクロンサイズまでの物体を直接入れる方法はなかったが、今回、リポソームに内包し、生細胞と一過性に電気的に融合させることでリポソームから細胞質に直接、導入、留置する方法を確立した。任意のタンパク質、DNAも導入可能である。また、導入する物体表面をヒストンなどでコートすれば、細胞分裂後に核内に留置することもできる。また、鉄ビーズを用いれば、ネオジム磁石で動かすことも可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

細胞内に物体、物質を導入する方法は未だに容易ではないが、我々の方法は、簡便で高効率で、従来の方法を凌駕する。導入困難な巨大タンパク質の導入も可能で、核内にまで到達させる方法としては唯一の技術である。

加齢医学研究所
小椋 利彦 教授 医学博士
OGURA, Toshihiko Professor

核内受容体PPARδアゴニスト

特徴・独自性

運動模倣薬(Exercise pill)の開発は、高齢化社会のfrailty に対する解決策の一つである。Exercisepill 創薬のターゲットとして核内受容体PPARδが重要で、その安全なアゴニストの創薬が求められている。我々は、PPAR δ活性化の新しいメカニズム、アゴニストとしての新規小分子リード化合物を見出し、SBDD も行ってアゴニスト活性も確認した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

我々が同定した活性化メカニズム、新規小分子リード化合物をもとに、安全なPPAR δアゴニストの創薬が可能で、Exercise pill、肥満/糖尿病、anti-aging など、生活習慣病に対する新しいアプローチが可能となる。

加齢医学研究所
小椋 利彦 教授 医学博士
OGURA, Toshihiko Professor

水産生物資源の高品質化と高度有効利用

特徴・独自性

魚貝類の可食部分(主に筋肉)の構成成分は陸上動物に比べ著しく不安定で、腐敗変質しやすさの主な原因である。特にタンパク質の不安定性の原因を明らかにし、貯蔵条件や加工条件の適正化を図ることが重要である。また、水産物は栄養性、嗜好性、健康機能性など注目すべき点が多いものの、未知の部分が多い。これらの点を明らかにすることにより、水産物の付加価値をさらに高める。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

漁港、卸売市場、加工場などの現場には、低身利用種の混獲、予想外の品質劣化、消費者からのクレーム等、さまざまな問題が山積している。助言を提供することで、広く水産業の発展に貢献できる点は多いものと考えている。

農学研究科
落合 芳博 教授 農博
OCHIAI, Yoshihiro Professor

テラヘルツ帯新材料・新原理半導体デバイスの創出とそのICT応用

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特徴・独自性

光波と電波の融合域:テラヘルツ波帯での室温動作が可能な集積型電子デバイスおよび回路システムの創出に関する以下の研究開発を行っています。
1. 半導体ヘテロ接合構造に発現する二次元プラズモン共鳴という新しい動作原理に立脚した集積型のコヒーレントテラヘルツ波発生・検出デバイス・メタマテリアル回路の研究開発:InP系ヘテロ接合材料による世界最高感度の室温テラヘルツ検出やテラヘルツ単色コヒーレント放射に成功し、イメージングや分光計測に応用しています。
2. 新材料:グラフェン(単層グラファイト)および化合物半導体ヘテロ接合材料を用いた極限高速トランジスタ・集積回路の開発: 最先端集積加工・結晶成長技術を駆使し、一貫した研究開発体制で進めています。
3. グラフェンの特異な光電子物性を活用した新原理テラヘルツレーザーの開発:光学励起したグラフェンからのテラヘルツ誘導増幅放出の観測に成功しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

これら世界最先端の超ブロードバンドデバイス・回路技術は、次世代超高速無線通信や安心・安全のための新たなイメージング・分光計測システムのキーデバイスとして期待されています。

電気通信研究所
尾辻 泰一 教授 工学博士
OTSUJI, Taiichi Professor

英語と日本語を対象にした意味伝達のしくみの研究

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特徴・独自性

主に英語と日本語を対象にして、意味の伝わり方の研究をしています。たとえば、「新聞」は、「テーブルの上にある新聞」と言ったときには印刷物を表しますが、「新聞は政治家の不正を告発した」と言ったときにはメディアを表します。このように複数の意味を持つ単語を多義語と言います。現在は、多義がどのように生じ、実際のコミュニケーションにおいて人がその意味をどのように区別して理解するのかという問題に取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

言語の機械処理や自動翻訳に関わる基礎研究、またそれに関連する辞書の構築に寄与する理論的基盤を提供することができます。また、外国語の教材や教育プログラムに関係する分野でも有益な結果が期待されます。

国際文化研究科
小野 尚之 教授 文学博士
ONO, Naoyuki Professor