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研究シーズ一覧
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遺伝子解析情報つき機能的細菌株ライブラリの大規模開発 【用途例】①新しい機能性細菌株の迅速単離、あるいは、②メタゲノム解析付き大規模機能的細菌ライブラリの提供
・機能的微生物株の産業応用への期待は大きい
・多くの細菌は、培養するのは容易ではない。そのため近年、培養せずに菌叢ゲノムを読んでしまうメタゲノム解析により、難培養だった細菌叢の特性や役割、未知の機能的な細菌が次々見つかってきた
・高解像度の遺伝子配列が分かっても、代謝や物質生産など、機能を実証・活用するには、培養した生菌株が非常に有用となる。しかし、ゲノム解析した後に、生菌は残っていない
・機能株利活用プロセスのスループットとスケールが律速である詳細を見る
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フィラー用途向け高性能マキシン分散液の開発 【用途例】導電性フィラー・放熱フィラー用途に向けた高性能マキシン分散液
近年、熱や電気といったエネルギー利用の効率化が求められており、導電助剤や放熱フィラーなどの市場が急速に拡大している。しかし、既存のフィラー材に利用される炭素材料は分散性に問題がり、性能低下を引き起こす。
この問題を解決する新素材として、優れた電気伝導性・熱伝導性を示す新規２次元ナノ材料であるマキシン(MXene)を用い、フィラーなどへの添加剤として利用できる分散液の開発を目指す。詳細を見る
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小型魚類に生体膜電位センサーを用いた水質バイオモニタリング技術の開発 【用途例】個体レベル、高感度・低コスト・ハイスループットのバイオモニタリングで、水質・毒性評価、農業領域に貢献
生体膜電位センサーを小型魚類に用いた、生体活動の光モニタリング系を開発しています。既に神経系などでの、無害（非侵襲）・高感度・長時間の記録を実現しています。本研究では、小型魚類を用いて、様々な細胞種での膜電位イメージングの実施と改良、そして水質モニタリング・毒性評価のためのスクリーニング系の開発を行います。これにより、水質モニタリング技術の発展、環境保全・水質管理・毒性検査への貢献が期待されます。
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卓越した乱流可視化センサで切り拓くカーボンニュートラル・生産性向上 【用途例】電力機器に多用されている環境負荷の高いSF6ガスの代替ガスを選定
様々な業界で遭遇する乱流、しかし乱流の制御は一般的に非常に困難です。
その一因は、そもそも乱流を正確に計ることができるセンシング技術が無かったという点にあります。
逆に言えば、乱流の正確なセンシング技術があれば、そのデータに基づいて乱流を解析し、制御手法を確立できる可能性があります。
そこで本研究では、乱流を正確にとらえることが出来るセンサを開発しました。
電力機器や、エネルギー、モビリティ、プラントエンジニアリングなどの分野を筆頭に、乱流が制御できれば、カーボンニュートラル・生産性向上が実現できる分野はたくさんあります。詳細を見る
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オットーサイクル型船舶用水素エンジンの燃焼システムの開発 【用途例】船舶用水素エンジン、大型エンジン
海運のカーボンニュートラル実現に向けて、水素が注目されています。水素エンジンは、燃焼安定性に優れたディーゼルサイクル型を対象に開発が進められていますが、この方式では30MPa程度の高い噴射圧力が必要となっています。より低い噴射圧力で水素を供給するオットーサイクル型の燃焼方式が実現できれば、ボイルオフ水素を少ない圧縮動力で利用できるなどメリットがあります。一方で、この方式では異常燃焼が発生するため、それを回避する高度な混合気制御が要求されています。この研究では、異常燃焼の発生を回避する混合気形成制御手法を提案し、オットーサイクル型の筒内直噴式水素エンジンの実現を目指します。
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広い周波数帯域で発電が可能で、かつ荷電処理が一切不要なエレクトレット型振動発電素子 【用途例】無線通信機能を備えた各種ワイヤレスセンサ
近い将来1年で1兆個ものセンサを利用する時代が到来するといわれており、持続可能な社会の実現のためにもその電源の確保が急務となっています。そこで現在、環境中の微小な振動からエネルギーを得ることができるエレクトレット型の振動発電素子（E-VEH）がセンサ用の電源として注目を集めています。しかしながら従来のE-VEHでは作製時に荷電処理が必須であり、また特定の振動周波数でしか効率的に発電ができませんでした。そこで本研究では極性有機分子とイオン液体の分極現象を利用し、広い振動周波数帯で発電可能であり、かつ荷電処理が一切不要な振動発電素子を実現します。
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細胞培養安定化のための培養手技計測＆改善足場材料創出研究 【用途例】細胞培養手技の定量化
培養細胞の需要が、今後急激に増える予想がなされているが、その製造に関する安定性は、勘や経験、ノウハウで維持している。その要因は、培養方法(手技計測と自動化)と培養環境(マテリアル)が整備されていないことにある。
本研究開発では、培養方法と培養環境の最適化を目指し、データに支持された新規ペプチドマテリアル創出のための要素技術の効果検証を行う。最終的には、細胞培養者に最適な培養方法や培養環境を提案できるプラットフォーム開発(データベース構築、アプリケーション開発)を目指す。詳細を見る
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大電力ワイヤレス給電の低ノイズ化 【用途例】循環バスのワイヤレス給電化
大電力ワイヤレス給電システムの実用化に向けて，大きな課題の1つが「漏えい磁界」です。ワイヤレス給電から生じる漏えい磁界は，周辺の無線通信機器への混信妨害の原因となるため，実用化に向けては電波法が定める漏えい磁界許容値を満足する必要があります。また，強い漏えい磁界は人体にも影響するため，人体防護指針満足する必要があります。本開発では，これらの漏えい磁界を抑制しつつ大電力化が可能なワイヤレス給電システムを開発します。
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アナログ動作するスピン素子を用いてアナログICの省エネ・小型化を実現 【用途例】次世代無線通信技術、超小型物理センサー技術への貢献を目指します
アナログICの用途は多岐に渡り市場規模も年々増加しております。実在社会では熱、光、音、硬さ、匂いなど様々な情報がありますがこれらは全てアナログ値です。このような情報をコンピューターで処理する際には必ずアナログICが必要となるため、IOT社会の発展とともにアナログICの重要性は益々高まると予想されます。我々は、十分な電力が確保できない、十分なスペースが確保できない、過酷な環境でアナログICの動作が安定しないなどの理由により、既存のアナログICでは使用が厳しかった場面でも、アナログICを利用できる技術の確立を目指します。
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ポリエステルの触媒的アップサイクル技術の開発 【用途例】廃ポリエステルを環境にやさしく分解し、リサイクル・アップサイクル
製品寿命が尽きたポリエステルを炭素資源としてリサイクル活用できれば、「ごみ・環境問題」と「資源・エネルギー問題」双方の解決に貢献できます。一方で、安価なポリエステルを単にリサイクルするだけでは、コスト的に「割に合わない」という側面もあるため、経済的に合理的なスキーム開発が望まれています。本研究では、ポリエステルを「モルホリンアミド」という分子に変換する新発想を提案します。モルホリンアミドはポリエステル原料へとリサイクルできるだけでなく、モルホリンアミドから様々な高価値分子をつくるアップサイクルができるため、資源回収とコスト回収を両立できる合理的な新システムへの展開が期待できます。
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座圧データ解析による新しいドライバーの状態推定指標の開発 【用途例】運転品質の向上に資する自動車
本研究は、安全な自動運転時代の実現に向けた画期的なビジョンを具現化します。運転中のドライバーの身体的および精神的な状態をリアルタイムでモニタリングして、疲労や注意力の低下を早期に検出します。自動運転技術の普及が進む中で、人間と自動車の共存は非常に重要です。座圧センサによる疲労の早期検出は、ドライバーの安全運転に貢献するだけでなく、交通事故のリスクを低減します。自動運転車両に対する権限委譲に繋ぐことで、危険を回避することもできます。
本技術は長距離ドライブや過酷な気象条件下での運転においても有益であり、ドライバーの疲労が検出された場合、自動運転モードへの切り替えや安全な休憩の提案など、適切な対策を講じることもできます。座圧センサの可能性を駆使した本技術の研究によって、自動運転の普及に対する安全性と信頼性が向上し、交通事故の発生率を低減させる一翼を担います。
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低廉かつ小型で多機能な高圧抽出分離装置の開発と機能性製品の創出 -SDGs適合型技術を目指して- 【用途例】次世代グリーン製造工場や新製品・素材の創出に向けて
1980年代より国際的に研究開発が進めれた超臨界抽出技術を受けて，2012年に独自開発した亜臨界分離技術は，在来型の蒸留・抽出・分離等の化学工学プロセスとは異なり，大幅なスケールダウンを実現できることがメリットです，自然界にありふれた水やエタノール，二酸化炭素など環境溶媒のみを製造工程に用いることができる点もメリットの一つと考えています．
以上を背景に，SDGsの推進に向けて，日本発の医薬食品・飲料・化粧品・化成品等の製造のグリーンイノベーションを目指します．ひとの五感に迫る製品開発も実施します．独自に構築した学理や理論に裏付けされた抽出分離実験の補助・サポート・支援も行います．詳細を見る
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膜変形リポソームを利用した有害マイクロ粒子の高効率無毒化剤 【用途例】高効率かつ人体への影響を最小限に抑えるウイルス・細菌の無毒化
コロナパンデミックの社会問題の中で、ウイルス・細菌などの有害マイクロ粒子を高効率で無毒化する製品の開発が求められています。また、PM2.5のように大気中の有害無機微粒子の除去も長年の課題です。しかし、このようなマイクロ粒子は無毒化させるために、標的を分解する強い試薬が必要であり、人体への影響を抑えることと、トレードオフの関係にありました。膜変形リポソームという新しい材料を利用することで、このようなトレードオフの解決を目指します。
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マイクロ波加熱を駆使した材料・化学プロセスの革新 【用途例】これまでの方法では作れないナノ構造材料や、高難度な触媒反応の実現に向けて
近年、マイクロ波による化学プロセスの省エネ化・電化が注目を浴びています。私は、既存プロセスをマイクロ波へ移行するだけでなく、マイクロ波だからこそ切り拓くことのできる「今までにない」化学プロセスを開発し、産業変革を加速していきたいと考えています。その中心となる技術は「マイクロ波局所加熱」であり、究極的には原子・イオンだけを選択的に加熱するができることを見出してきました。この原子レベル局所加熱を駆使して、革新的なナノ構造材料の合成や、高難度な触媒反応の実現を目指します。
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ナノデバイスを指向した有機-無機ハイブリッドナノ粒子のCO2ドライクリーニング技術 【用途例】新規CO2洗浄乾燥法によって、ナノ粒子を活用した放熱シート・導電ナノインク・イオン電導膜の開発を支援
無機ナノ粒子表面に有機分子が結合した「有機無機ハイブリッドナノ粒子」は、溶媒への完全分散やポリマーとの完全混和を可能とするため、次世代ナノデバイスの実現に不可欠な先端材料として、合成技術と高機能化に関する研究が加速度的に進められてきた。しかし、合成後のナノ粒子を洗浄乾燥する技術は、古典的な手法に依存しており、不純物の残存・粒子凝集という問題が生じていることがナノ粒子の産業利用を遅らせている。これに対して本事業は、研究代表者が新規に開発したCO2洗浄乾燥法によってナノ粒子の完全洗浄と凝集回避を実現し、既存の洗浄乾燥技術を転換することで、ナノ材料が調和する社会を実現することをビジョンとする。
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