NEDO 官民による若手研究者発掘支援事業 「若サポ」
若手研究者産学連携プラットフォーム
宇宙資源利用プロセスの研究開発：月/火星レゴリスや二酸化炭素の分解・利用 【用途例】月/火星レゴリスや二酸化炭素からのメタル、酸素、炭素等の製造技術
人類のフロンティアを宇宙へ拡げるためのテクノロジー。月や火星表層に存在する砂（レゴリス）や二酸化炭素を現地で分解し、人々が利用できる金属、酸素、炭素等へと変換する宇宙資源の地産・地消プロセスの研究開発です。電気分解により、水素や炭素等の還元剤を使わずこれら有価物を生産する手法は、カーボンフリーな資源創出技術でもあり地球上でのグリーンテクノロジーとしても活用できます。
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水質浄化と資源回収に貢献する水処理のための海苔様シート構造吸着材 【用途例】溶存する金属を選択的に回収するチタン酸塩シート吸着材の開発
持続可能な社会実現において、ニッケルやコバルトなどの金属資源の回収・利活用は重要であり、都市鉱山だけでなく河川や海洋、排水内に溶存する金属回収技術もその有効な手段となる。本研究ではチタン酸塩から構成される海苔様シート構造をもつ水質処理用の吸着材を開発しており、その捕捉イオン選択性を制御することで対象金属回収に特化した吸着材の実現を目指す。
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ナノ複合砥粒再生のための化学機械研磨スラッジのマルチステップ資源化技術 【用途例】半導体製造工程における化学機械研磨スラッジの資源循環システムの構築を目指す
半導体産業の急速な拡大に伴い、化学機械研磨スラッジの発生量は著しく増加している。本研究は、化学機械研磨スラッジを単なる廃棄物としてではなく、回収可能な二次資源として再定義する点に特徴を有する。半導体産業におけるゼロウェイストおよびカーボンニュートラルの達成を視野に、化学機械研磨スラッジから研磨砥粒を再生する研究開発を行い産業内部における新たな資源循環システムの構築を目指す。
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藻類を直接樹脂化する次世代バイオマス樹脂のAI材料設計と高機能化 【用途例】環境中に生育する微細藻類を直接樹脂化したバイオマス材料の創出
将来的にはプラスチック工場の既存設備を用いたバイオマスプラスチック生産を目指し、天然微細藻類を抽出工程を経ずに複合樹脂化する基盤技術を構築する。本提案は従来のバイオマスプラスチック生産とは一線を画し、バイオマスからポリマーなど有用成分を抽出する工程を省く革新的技術を創出する。さらにAI技術を取り入れることで、効率的な材料開発に挑む。この開発にあたり、微細藻類の化学的構造に基づく表面処理により、微細藻類と母材との複合化する技術が最も重要な鍵となる。これらの技術により、石油プラスチックと特性的に同等の次世代バイオマス樹脂の開発を目指す。
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高空間解像度で物質の特性を可視化できるイメージングシステム 【用途例】高空間解像度での状態・性質のモニタリング
各物質には固有の分光特性があり、ハイパースペクトルイメージングではそれらを計測することで状態や性質などを非接触かつ非侵襲で解析できます。しかし、撮影系の特性から空間解像度が低く、小さな領域で生じている変化の解析が難しいため、空間解像度を向上する手法の確立が必要です。本研究では、広い撮影領域に対して部分的にスペクトル情報を計測し、それらの限られた計測情報から撮影領域全体の情報を再構成するシステムを構築することで、効率的かつ効果的なハイパースペクトルイメージングを実現します。これにより、スマート農業や医療診断補助システムなどのこれまで活用が限定的であった領域への応用を目指します。
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いつでもどこでも収穫ができる持ち運び可能な小さな果樹栽培ユニット 【用途例】甘くて色鮮やかな果物が主役となる都市・コミュニティの構築
栽培から輸送、そしてディスプレイがそのままできる果樹の栽培ユニットです。持ち運びできるほど小さいため、重ねたり並べたりするだけで、グリーンカーテンやインテリアとして癒しのランドスケープをデザインできます。またシステムはモジュール化されているため、樹ごとの収穫期の調整や展示の入れ替えといったメンテナンスも容易に。自ら見て触れて収穫したものを食べるという食の安心だけでなく、果物による緑化というユニークなカーボンニュートラルを提供します。都市での果物へのアクセシビリティ向上させ、ふとした瞬間に果物をつまむといった新たな体験を通じて、これまでにないライフスタイルの創造を目指します。
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放射線精密計測で検査・分析を高度化するSOIピクセル検出器 【用途例】SOIピクセル検出器を搭載した検査・分析装置の開発
私の研究している「SOIピクセル検出器」は、センサー部と回路部が一体となったユニークな放射線イメージセンサーです。この特徴により微細画素が可能で低コスト化が期待できます。また、放射線を光に変換せずに直接電気信号で読み出すため、ボケが少なく鮮明な画像が得られます。X線だけではなく、電子・中性子・重粒子・赤外線など、様々な放射線の検出ができ、従来の放射線イメージセンサーでは捉えることができなかった微細な異物、構造を撮像できます。多くの共同研究の実績があり、このセンサーを社会実装することで産業や医療、学術の発展に貢献します。
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光触媒を活用した廃棄物の資源化と水素製造技術 【用途例】多様な可燃性廃棄物を処理・変換しながら、水素を生成する。
光触媒反応という新たな化学変換基盤を取り入れることで、従来の技術では成し得なかった廃棄物の資源化とエネルギー創出を同時に実現する社会の実現を目指します。本技術は、太陽電池と同様に小規模分散型での普及が可能であり、家庭や地域、産業から排出される廃棄物をその場で処理することを可能にします。さらに、多様な廃棄物に対して反応系設計と光触媒材料を統合的にチューニングすることで、高効率な変換プロセスを構築し、持続可能な資源循環とエネルギー供給を支える中核技術として機能させます。
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半導体を用いた次世代の遮断器・回路保護によるスマート電力インフラ 【用途例】直流設備やスマート制御モジュールに向けた次世代遮断技術
都市における電力インフラは、再生可能エネルギーの導入やEV充電、蓄電池、DC給電などにより多様化・複雑化が進んでいます。本研究では、パワー半導体と機械接点を組み合わせたハイブリッド遮断器を中核とし、高速かつアークレスな異常遮断と遠隔監視機能を有する保護モジュールを開発しています。これにより、都市の分散型電源・負荷における保守性・安全性を大幅に向上させ、将来的なスマートグリッド構築に貢献します。
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ハイエントロピー化で耐久性（照射耐性）と性能が向上した超伝導量子チップ・マグネット用材料
【用途例】宇宙線や中性子線照射に強い超伝導量子コンピュータ・
超伝導マグネットを目指す。
ハイエントロピー化という新しい概念を取り入れることで、従来材料にない新たな機能性の付与や性能の向上などを実現します。超伝導体や熱電変換材料、半導体など様々な機能性材料に取り入れることで、高性能・高耐久性を兼ね備えた超伝導体や半導体などを創出します。超伝導量子コンピュータや超伝導線材・マグネットなど次世代の社会に欠かせないテクノロジーの基盤材料を生み出します。
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次世代分子ナノファイバー製造および修飾技術
【用途例】効率的なセルロースナノファイバー(CNF)の製造と表面修飾CNFの開発
本ナノファイバー化およびその修飾技術は、効率的な触媒的ナノファイバー化技術であるだけでなく、表面修飾も触媒的かつ効率的に進行させる。CNFに限らず、現在難溶性がネックで再利用が進まない廃棄アラミド類や、蟹や昆虫および菌が産生するキチン類、木材などから直接得られるリグノセルロースナノファイバーなどに広く適用できると期待される。これらを用いて得られるナノファイバー製品は低コスト化・高機能化が期待できるため、分子ナノファイバー普及におけるコスト・機能性の問題を解決できる次世代技術として、その触媒技術とともに普及すると期待される。
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次世代高出力モータのための極薄液膜蒸発による高性能冷却
【用途例】加熱回転面での液膜蒸発冷却
自動車・航空機・電車・ロケットなど移動体からのCO2削減のためにモーターを動力とした電動化が推進されている。高出力化に伴い発熱増加しており冷却が必要とされている。合わせて小型化も進むと高出力密度になり既存の冷却技術の物理限界に達する。そのため、モーターの小型化に資する革新的な冷却手法が必要である。冷却技術を通じてシステムの温度を一定に保つ熱マネジメントの実現により移動体の省エネルギー化に貢献する。
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熱マネージメントによる高輝度・高安定なペロブスカイト色変換膜の開発
【用途例】次世代社会を支え、地域格差を是正するディスプレイデバイス
マイクロLEDディスプレイは赤色LEDの高効率化・低コスト化が喫緊の課題とされています。本事業では、①フィルター不要の波長変換（色変換）技術、②ペロブスカイトナノ結晶の劣化原因解明、③鉛フリーペロブスカイト材料の高性能化という3つのアプローチにより、高輝度・高安定なマイクロLEDの開発を目標に研究を推進します。これらの技術は、銀ナノ構造を用いた熱マネージメントと表面プラズモン効果の活用により、デバイス寿命の向上と環境規制への対応を目指しています。
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耐摩耗部材に資する高平滑ダイヤモンド膜の成長技術の開発
【用途例】工具・金型・しゅう動部品の耐摩耗性向上
脱炭素社会の実現に向け、エネルギー効率の高い機械システムが求められ、物理的接触部の耐久性向上と摩擦低減はその鍵を握っています。発電所やプラントなどで使用されるメカニカルシールのような機械部品や、切削工具や金型といった機械工具は高温・高面圧といった苛酷な使用環境での長寿命化が課題になっています。本研究では研磨レスなナノ結晶ダイヤモンドコーティングによる長寿命化の実現に貢献します。
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生体組織の硬さと粘りをせん断波と超音波で計測する技術
【用途例】生体組織の弾性と粘性を超音波画像から計測
生体組織の“かたさ・やわらかさ”といった触覚情報は、弾性と粘性の組み合わせによって表現される。
この研究では、生体内を伝搬するせん断波の特性から、組織の弾性と粘性を同時に計測する技術を開発している。
臓器や筋肉、皮膚などの触覚情報を非侵襲的かつ客観的に評価することが可能となり、
医用画像診断以外にもスキンケア・ボディメンテナンスといった包括的健康管理への応用が期待される。
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