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IoT･AI時代に突入し今後情報通信容量の爆発的な増加が懸念され情報通信機器の消費電力増大は社会基盤全体を安全･安心に構築する上で深刻な課題となる。本研究開発は、この根本課題を解決に導く基盤材料・要素技術を提供することができる。消費電力増大の要因は、情報通信で光の波動性により多重化された信号が、情報処理では全て分離され逐次計算されることに起因する。これを解決するために、情報処理にも電子スピン波という「波」を活用し、多重情報を情報通信から情報処理へシームレスに接続し並列演算処理を可能にする。
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プロセス設計には複数の相関式を用いたり、数値シミュレーションを行ったり、モデル実験を行うことで設計条件を決め、最終的にスケールアップを行い、実機操業へと繋げていくため、開発には多大な時間を要します。本研究開発によって、さまざまな業種におけるプロセス設計においてその開発速度を大幅に向上し、省人化することを目指します。
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高出力レーザーシステムが大型化する要因には、素子破壊を回避するために光学素子が大きくなってしまうこと、増幅器を通過する度に歪んでしまうレーザー波面を修正するための空間フィルターが必要になることなどが挙げられます。本研究の取り組みの１つとして、オゾンガスを媒質としたレーザー波面クリーナー素子に置き換え、システム全体として1/2以下の小型化を目指します。２つめの取り組みとして、レーザー加工や表面処理を行う際に回避できない課題とされている、加工対象物からの飛散物（デブリ）が集光レンズへ付着し、メンテナンスや交換を必要となってしまう問題を、根本的に解決する集光光学システムを開発します。
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微生物を用いたモノづくりでは、原料のバイオマスを微生物が自身の増殖に利用してしまうことが問題となっています。目的のモノが作られずに微生物自身が増えてしまうだけ、ということがよくあります。しかし微生物が増えないように代謝を改変してしまうと、微生物は元気がなくなりモノを作らなくなります。この増殖とモノづくりの間のジレンマがこれまでの大きな問題でした。本研究では、糖を使い分けることで微生物の増殖とモノづくりをそれぞれ独立してコントロールする技術（PMPE: Parallel Metabolic Pathway Engineering）を新たに開発し、このジレンマの解決に取り組んでいます。
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プラスチックの自然界への滞留が世界的な環境問題として深刻化しています。これには既存プラスチックを新しい概念に基づいた新素材に置き換える必要があります。今回開発する寿命あるプラスチックで既存プラスチックを完全に置き換えることができれば、持続可能な社会が実現します。これが、本研究の将来的な目標です。この目標に向けて既存ポリマーの分子構造そのものを本研究で見直していきます。
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キトサンの繊維化は、抗菌性繊維やテキスタイル成形、複雑な形状の創傷被覆材の作製など成形加工性の観点から過去に様々な研究がなされてきたものの、繊維湿強度の問題や溶剤の残留の問題などから実用化に至っていません。機械解繊フィブロインナノファイバーを繊維補強材としてキトサンに複合させ紡糸することにより、生体親和性の高い、高強度・抗菌繊維の創製およびテキスタイル形成、創傷被覆材等のヘルスケア機能材料の開発が期待されます。
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カーボンニュートラルの達成には電気自動車のエネルギー回生システムの高効率化や再生可能エネルギーの電力平準化用蓄電デバイスの急速充放電を可能にすることが求められます。そのためには急速充放電と高作動電圧、高容量、高安全蓄電の可能な蓄電デバイスが必要であり、高電圧水系ハイブリッドキャパシタがそれらを満たす電源となるため、その実用化によってカーボンニュートラルの達成に貢献します。
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SiCやGaNを利用した次世代パワー半導体の登場によって，電源回路はMHz帯を超える超高周波で動作することが可能となりました。しかし，次世代パワー半導体の性能を最大限に引き出すうえで，高周波で発生する磁気デバイスの損失が重い足枷となっています。
私たちの研究チームでは，「MHz帯での損失が少ないデバイス構造の開発」と「磁気デバイス・回路の垂直統合による小型化の実現」に着手し，まったく新しい磁気デバイスの設計思想の確立を目指します。これらの実現には「磁気デバイス同士の相互干渉」や「磁気デバイス損失」の発生メカニズムの解析が不可欠です。解析技術と回路基板設計技術の高度な融合が，磁気デバイス設計の新たな選択肢を切り開くきっかけになると信じています。
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わが国における採卵養鶏事業は、高度に集約・システム化された生産体制によって「ワクモ」が通年繁殖し、その経済的被害は近年増大しています。その防除方法として殺ダニ剤が使用されてきましたが、発育環境が極めて短いことから近年、薬剤抵抗性を持つワクモが出現し、対策に苦慮しているのが現状です。そこで本研究では、高電圧インパルス印加によるワクモの殺虫メカニズムを解明、その特性を活かしたワクモ誘引型リアクタを開発し、薬剤抵抗性を持つワクモに対し、殺虫効率90％以上の技術を構築することを目的として研究を行っています。
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本研究では、簡単に筋量を評価することが可能なウェアラブル筋量評価システムの開発を行います。筋肉を電気刺激で強制的に収縮した際に発生する筋音から、対象となる筋肉の筋量を再現性よく評価することが特徴です。
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