東北大学　研究シーズ集

EN

な行の研究者 31人

な 行
研究テーマを一覧表示

な

次世代流動実験研究センター衝撃波関連施設（弾道飛行装置）

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 衝撃波関連施設は衝撃波現象をはじめとする音速を超える超音速の流れに関する実験研究が可能な実験施設です。施設に設置してある主の装置である弾道飛行装置は、静止気体中へ高速で飛翔体を射出する装置です。流体科学研究所に2002年に設置された本装置は、飛翔体射出速度が100m/s の亜音速から最高6km/s の極超音速領域までの広い速度範囲であり、世界最高性能の装置です。大型の試験部に様々な気体、水試験槽の導入、大型試験片が設置可能で、高速自由飛行、高速衝突実験が可能であり、航空宇宙、材料開発、地球物理分野をはじめとする様々な理工学分野における基礎・応用実験が行えます。
実用化イメージ

流体科学研究所における共用（外部利用可）の超音速実験研究に関わる施設の設備であり、高速飛翔体まわりの流れの計測から、高速衝突による材料物性の計測まで、幅広い分野でご利用いただけます。

研究者

流体科学研究所 流動創成研究部門 宇宙熱流体システム研究分野

永井 大樹  

Hiroki Nagai

次世代流動実験研究センター　低乱風洞実験施設

 
 
前の画像
次の画像
概要

最大風速80m/s、乱れ強さが0.02%以下と極めて低い世界トップレベルの低乱熱伝達風洞を中心に、計測技術開発などに小回りの利く小型低乱風洞、風切り音など風によって発生する騒音の計測に用いられる小型低騒音風洞、様々な流れに対応した吹出式風洞からなる低速風洞群から構成されています。

従来技術との比較

磁力支持天秤装置をはじめ、様々な計測技術と国内有数の風洞を共同研究の有無に関わらずどなたでもご利用できます。また、利用相談、試験の支援をはじめ、風洞利用経験のない利用者へのサポートも行っています。

特徴・独自性
  • 本施設は以下のような特徴を持ちます。
  • ①低乱風洞実験施設：1975年3月に設置された最大風速80m/s、乱れ強さが0.02% 以下と極めて低い世界トップレベルの低乱熱伝達風洞を中心に、計測技術開発などに小回りの利く小型低乱風洞、風切り音など風によって発生する騒音の計測に用いられる小型低騒音風洞、様々な流れに対応した吹出式風洞からなる低速風洞群から構成されています。層流から乱流への流れの遷移と呼ばれる学術的な基礎研究から、様々な企業の製品開発まで科学技術発展に貢献して行きます。
  • ②支持装置の影響がないリアルな空気力測定：通常の風洞試験では模型を支える支持部材が必要となりますが、磁力支持天秤装置は、測定部に磁場を与えることで、永久磁石を内装した模型を空中に保持し、同時に力も計測できる天秤機能を備えた画期的な装置です。磁場を制御することにより、気流中で様々な運動をしている模型周りの流れを計測することも可能です。世界最大（2025年2月現在）となる測定部1m の磁力支持天秤装置が低乱風洞実験施設に整備され、流体科学研究所では、3基の磁力支持天秤装置を所有しています。本装置も風洞と同様に産業界へ施設共用しており、一般利用可能な世界唯一の装置です。
実用化イメージ

本施設は、共同研究の実施有無に関わらずどなたでもご利用できます。また、リエゾン室では利用相談、試験の支援をはじめ、風洞利用経験のない利用者へのサポートも行っています。

研究者

流体科学研究所 流動創成研究部門 宇宙熱流体システム研究分野

永井 大樹  

Hiroki Nagai

材料の微視的空間配置を精密制御する微粒子集積プロセスの開発

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 種類の異なる材料（異種材料）を複合化した材料（複合材料）は、構成する材料の複合化状態によって、発現する機能が大きく異なります。（1）材料界面を分子修飾したり、評価したりする技術、（2）粒径や形状が制御された微粒子を合成できる技術、（3）合成した微粒子を設計通りに集積させる技術の融合によって初めて実現する「ビルディングブロック工法」は、構成材料の3次元的な空間配置を精密に制御でき、従来の手法では得られなかった機能を見出したり、あるいは新規な材料創製プロセスを開発するのに有効な方法論です。
実用化イメージ

触媒（光触媒も含む）や分離カラムなどの化学関連プロセスのみならず、薬物送達システムや診断薬など医薬関連、色材など光学材料関連分野など様々な分野への用途展開が見込まれます。

研究者

大学院工学研究科 化学工学専攻 プロセス要素工学講座（材料プロセス工学分野）

長尾 大輔  

Daisuke Nagao

生体信号の解析と視覚化

 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 多彩なセンサーの開発やICT技術の発展により、膨大な生体信号を記録・保存することが可能になってきました。我々は、その信号の病気の診断や健康の増進への利活用を目指し、様々な信号処理方法を研究しています。例えば、妊娠中の母親の腹部に張り付けた電極から子宮内胎児の心電図を高精度に抽出するアルゴリズムや、多種の生体信号の時間的関係から自律神経系などの状態を推定し、可視化するアルゴリズム等の開発を行っています。
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。1生体信号の解析・可視化・診断システム2自動車運転手や各種システムオペレータの集中度や眠気のモニタリング・評価3生体リズムの特性を考慮した就労スケジューリング等へ活用可能性があります。

研究者

未踏スケールデータアナリティクスセンター データアナリティクス研究部門

中尾 光之  

Mitsuyuki Nakao

脂質の酸化原因を明らかにできる新たな手法を開発

 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 私たちの身体を構成する脂質が何らかの原因で酸化され、過酸化脂質が生じると、病気の要因になると考えられています。故に、どのような酸化反応（炎症やラジカル酸化）が進んでいるのかを知ることは重要で、私たちは過酸化脂質の構造を質量分析で詳細に解析することで、酸化反応の種類の見極めを達成しました。つまり、その種類に応じた適切な抗酸化物質を選択すれば、効果的に酸化を抑制できると期待されます。
実用化イメージ

現在、病気予防を目的に、様々な抗酸化食品が出ていますが、私たちの方法を活用することにより、作用メカニズムが明確な確固たる抗酸化食品の創成に繋がると期待されます。

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（食品機能分析学分野）

仲川 清隆  

Kiyotaka Nakagawa

ナノインプリントリソグラフィによる先進光機能材料のナノファブリケーション

 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • ナノインプリント技術は、パターンサイズとデバイス面積を広範囲にカバーでき、産業界に向いた量産性に優れるナノファブリケーション法として注目されています。当研究グループは、単分子膜工学を推進し、界面機能分子制御の学理の追求と実学応用を進めています。離型分子層、密着分子層、偏在分子層を設計した光硬化性樹脂を研究し、ナノインプリントリソグラフィによる半導体、金属、無機酸化物の超微細加工に挑戦しています。
実用化イメージ

透明導電膜、光導波路、メタマテリアル等の先進光機能材料に関する研究成果を発表しました。材料、機械、マスク、デバイスメーカーと連携し、日本のものづくりの強化に貢献します。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

型の線幅よりも微細な金属配線パターンの作製が可能！

概要

湿式エッチングでサブマイクロ線幅の金属配線付き基板を作製する方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-050.pdf

従来技術との比較

従来のフォトレジストマスクをウエットエッチングに用いた場合、金属配線幅は約10μmが下限でした。エッチング耐性に優れたレジストの熱ナノインプリント成形で、線幅0.1μmの金属配線の作製に成功しました。

特徴・独自性
  • 金・銀・銅・クロムなどのウエットエッチング加工が可能です。
  • 金属と有機レジストを化学結合を介してつなぐ分子接着剤を用いています。
  • サイドエッチングによる狭線化が可能なため、マイクロサイズの金属線幅をサブミクロンサイズまで縮小することが可能です。
実用化イメージ

透明導電パネル・磁気シールドフィルム・帯電防止シートなどへの利用が考えられます。
ウエットエッチング方式での加工なので、ロールto ロール製法にも対応が期待できます。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

押し込み弾性率8.4 GPa！原版モールドの複製や欠陥検査を安価に実現

概要

ポリイミドより強靭な樹脂モールド
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-053.pdf

従来技術との比較

無機ナノ粒子が高含有率で存在するためシランカップリング剤による表面処理により、繰り返し離型が可能な離型層を付与することができます。有機無機ハイブリッド化により、高強度と高耐久性を実現しました。

特徴・独自性
  • ポリイミドより強靭な樹脂モールドに関する技術です。無機ナノ粒子が高含有率で存在するためシランカップリング剤による表面処理により、繰り返し離型が可能な離型層を付与することができます。有機無機ハイブリッド化により、高強度と高耐久性を実現しました。
  • ・極細の45nm のライン- アンド- スペースパターンの繰返し転写が行えます。
  • ・室温での光ナノインプリント成形にて、モールドを作製することができます。
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズなどの光学用途をはじめ、様々な光学・電気デバイスの材料加工を行うための成形型としての活用が期待されます。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

nm～µmサイズが混在しパターンの粗密がある構造体を精密に製造可能！

概要

モールドエッジにバリが発生せず、均一な残膜が得られる光ナノインプリント方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-159.pdf

従来技術との比較

スピン塗布膜への光型成形では、モールド（型）の側壁の汚染が繰り返し利用を妨げます。所定量の液量を印刷液滴の配置数で規定できるので、モールド外周部への光硬化性液体の回り込みを防ぐことができます。

特徴・独自性
  • サブピコリットルの定形液滴を印刷配置できる孔版印刷です。
  • 孔版印刷の版はレーザー加工で作製するため従来のような印刷欠陥がありません。
  • 膜厚10nm から光硬化膜を所定位置に形成できます。
  • 印刷配置を制御できるので、型表面にあるパターン密度の粗密に対応することができます。
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズ、細胞培養シート、など表面への樹脂ナノパターンの付与、樹脂マスクを利用したリソグラフィ加工に用いることができます。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

エコマテリアルプロセス

 
前の画像
次の画像
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 開発研究部 次世代冶金工程開発プロジェクト

長坂 徹也  

Tetsuya Nagasaka

水生無脊椎動物用プロモーター

 
 
前の画像
次の画像
概要

水生無脊椎動物用プロモーター
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T22-084.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　本発明のプロモーターは従来のプロモーターと比較して、二枚貝細胞におけるプロモーター活性が非常に高いものです。例えば、レポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子を用いた場合には、従来のプロモーターであるCMV IE (cytomegalovirusimmediate early) プロモーターと比較して約25倍のプロモーター活性を示しました（図1）。また、レポーター遺伝子としてGFP 遺伝子を用いた場合には、ホタテガイ心筋細胞（図2）だけでなく、HEK293細胞（図3）や、ゼブラフィッシュ胚でも蛍光顕微鏡にてGFP 蛍光を観察することができました。
実用化イメージ

これまで、二枚貝等の水生無脊椎動物のための実用的なプロモータ―が見つかっておらず、遺伝子機能の解明や応用は実現されていませんでしたが、本プロモーターの活用により各分野への応用が今後は期待されます。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 水圏生産科学講座（水圏動物生理学分野）

長澤 一衛  

Kazue Nagasawa

企業内教育を変える

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • プレゼンテーションや医療面接などにおける、コミュニケーション力を効果的に育成するための研究と開発をしています。具体的には、教育プログラムと、それを最大限に活かすためのシステムPF-NOTE の研究開発です。PF-NOTE は記録中の映像に、リアルタイムにフィードバックを付加するシステムであり、コミュニケーション力育成を支援します。さらにベテランと新人の観察力や判断力の違いの可視化、映像付きの対話的なe ラーニングコンテンツ作成も可能です。
実用化イメージ

社員の技術伝承やコミュニケーション能力育成に関して特に興味のある企業、観察力育成、就職面接トレーニングに注目している業界に、PF-NOTE を効果的に活かす教育方法を提案します。

研究者

大学院教育学研究科 総合教育科学専攻 教育情報アセスメント講座（教育情報デザイン論）

中島 平  

Taira Nakajima

核酸医薬への展開を目指した架橋反応性人工核酸の開発

 
 
 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 核酸医薬は標的に対して相補的な塩基配列を持つ人工的に化学合成された核酸分子です。核酸医薬による遺伝子発現制御方法は、アンチセンス法、siRNA 法、デコイ法などが知られており、21世紀の新しい創薬として注目を集めています。最近、蛋白を発現しないnon coding RNA が遺伝子発現制御に重要な働きをもつことがわかってきており、核酸医薬の新たな標的として注目されています。我々は次世代の核酸医薬の開発を目指し、遺伝子に対して高い効率で反応する新規架橋反応性人工核酸を開発しました。
実用化イメージ

遺伝子に対する選択的な化学反応は、核酸医薬を用いた遺伝子発現制御方法を効率化するのみならず、従来にはない、遺伝子改変技術として展開できる可能性を有することから、その有用性は非常に高いと考えられます。さらに本技術では共有結合した2本鎖DNA を容易に調整できることから、有用なDNA 材料の創製も可能であり、この技術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ています。

研究者

多元物質科学研究所 有機・生命科学研究部門 生命機能分子合成化学研究分野

永次 史  

Fumi Nagatsugi

ウェラブルセンサを用いた身体活動の評価

 
 
前の画像
次の画像
特徴・独自性
  • 身体活動時に装着した加速度センサをはじめとするウェラブルセンサの信号処理により身体活動の評価を行う研究。これまでに気圧センサと加速度センサにより、階段や坂道昇降の評価を可能とするアルゴリズム、加速度信号から歩幅を評価するアルゴリズムを提案、実証している。
実用化イメージ

通信機能の搭載あるいはスマートフォンなどへの実装により操作フリーで情報を処理し、わかりやすくユーザーに提示することが可能である。健康やスポーツ活動のモニタリングに利用可能である。

研究者

産学連携機構 イノベーション戦略推進センター

永富 良一  

Ryoichi Nagatomi

プログラムの効率化および形式的検証

 
 
 
前の画像
次の画像
特徴・独自性
  • プログラムの効率の改善や形式的検証に関する研究を行っている。短期間で記述したプログラムは実行時間やメモリ使用量について非効率的であることが多いが、この問題に対し、プログラム変換によって機械的に改善する手法の開発に取り組んでいる。また、大規模なプログラムはその複雑さから予期せぬバグを含みやすいが、この問題に対しては、プログラム検証やモデル検査とよばれる数学的手法によって実行前に網羅的に検証する研究も進めている。
実用化イメージ

通常のソフトウェア開発では有限個のテストを通じて動作確認が行われるが、モデル検査器や定理証明支援系などのツールを用いることで、無限個の入力に対して動作が保証されたプログラムの作成を実現できる。

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 コンピューティング情報理論研究室

中野 圭介  

Keisuke Nakano

メンテナンスレス、レアメタルフリーの安価な発電機

 
 
前の画像
次の画像
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 電気エネルギーシステム専攻 電気エネルギーシステム工学講座（エネルギー変換システム分野）

中村 健二  

Kenji Nakamura

噴出物の物質科学的研究に基づく火山噴火推移予測

 
前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 従来の火山活動の観測や噴火対応は、地球物理学的な手法に基づくものが主流でしたが、近年、マグマの物質科学的な研究の発展が顕著になっています。火山活動が活発化した際、初期の噴出物を迅速に分析することで、地下深部のマグマの状態を把握し、その後の噴火推移を準リアルタイムに予測することで、火山災害の軽減に繋げたいと考えています。
実用化イメージ

火山噴出物の組織分析の自動化手法の開発、過去の噴火履歴も考慮したリスク評価などに活用可能です。

研究者

大学院理学研究科 地学専攻 地球惑星物質科学講座

中村 美千彦  

Michihiko Nakamura

溶融鉄中のトランプエレメント分離方法

 
 
前の画像
次の画像
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 プロセスシステム工学研究部門 環境適合素材プロセス研究分野

夏井 俊悟  

Shungo Natsui

構造制御による環境発電材料の高性能化と応用展開

 
 
前の画像
次の画像
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 先端環境創成学専攻 資源循環プロセス学講座（複合材料設計学分野）

成田 史生  

Fumio Narita

チタンの抗菌・抗ウイルス化表面処理

 
前の画像
次の画像
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 材料システム工学専攻 生体材料システム学講座（医用材料工学分野）

成島 尚之  

Takayuki Narushima
  • 1
  • 2

東北大学　研究シーズ集

研究分野

ENGLISH
メニューを閉じる