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AIによるレーザー加熱の最適制御技術を活用した、セラミックス複合材料（CMC）の超高温高速熱疲労試験法の確立 【用途例】超高温環境の実現、AI×レーザー制御による高度な温度分布制御により、加速試験やレーザー加工を高度化
本研究は、水蒸気雰囲気下におけるレーザー照射のAI制御により、セラミックス複合材料（CMC）の耐熱温度として期待される1400℃以上の超高温で、かつその温度分布を高度に制御することができる、加熱試験方法・システムの確立を目指します。
本研究を担当する研究者は、既にSiCのセラミックスを1500℃まで30秒程度で加熱する「選択的レーザー温度制御法」を確立しています。今後は、この技術を活用して、任意の温度分布を形成するレーザー照射条件を提案するAIの開発を進めます。詳細を見る
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光通信機器等への活用を想定した、安価に高速光振幅・位相波形測定を可能とする光計測デバイスの開発 【用途例】近年注目を集める光通信への応用
光通信の分野で、計測システムのコスト面は大きな課題となっています。その原因は、光信号や光波形の計測や解析には、非常に高速なデジタル信号処理が必須となり、価格的にネックとなっていたためです。
本技術により「低速信号処理のみ」で高速信号処理依存の光計測機器 に匹敵する性能を得ることを狙います。計測機器としてのコストに直すと、数分の１〜数 10 分の１程度となることが期待されます。詳細を見る
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新規磁性ガーネット材料の作製、評価、解析、提供 【用途例】量産に向いた加工用ハイパワーレーザー
磁性ガーネットである、イットリウム鉄ガーネット（YIG）、ビスマスイットリウム鉄ガーネット（Bi:YIG)、セリウムイットリウム鉄ガーネット（Ce:YIG）は、大きな磁気光学効果を持ち、磁気光学やレーザー応用分野で非常に重要な材料であり、これらの網羅的な開発が可能になりました。我々の研究グループでは、これらの磁性ガーネット材料を、イオンビームスパッタ法という一般的な手法とは異なる方法で作成することで、微細な磁気ドメインと、大きな磁気光学効果を両立することに成功し、デバイスに合わせた磁性材料の開発が可能になりました。この材料の他グループへの提供、評価を受けつけています。
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粘性熱電材料の特長を生かした、従来より冷却効果が高くフレキシブルな全面冷却シートの開発 【用途例】軽量かつフレキシブルな全面冷却シートの開発により、熱中症予防や、新たなエンターテイメント実現等に貢献
記録的な熱波が人類の生存・健康・Well-beingを脅かしています。世界人口の25〜50%が熱帯地域で室内冷房器具へアクセスできておらず、COP28で高効率なエアコンを世界中に普及させるための世界冷房誓約が発表されました。しかし、2050年ネットゼロ実現に向けては、現状の冷却機器能力と将来の冷却需要の間には技術的なギャップが存在します。全面冷却シートはこのギャップを埋める新技術として期待できます。
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低エネルギー損失かつ高出力密度の高性能モーターを実現する、 純鉄粉末の組織制御技術の開発 【用途例】より小型・省エネ・高出力なモータ
「産業のコメ」とも呼ばれるモータは、家電、ロボット、自動車、発電機と、あらゆる産業に不可欠な存在となっています。
本研究テーマは、モータ特性に大きな影響を与える主要部品である鉄心の性能向上を目指します。具体的なアプローチとして、鉄心の材料となる「純鉄粉末」の磁気特性に着目し、鉄心の性能向上のために最適化された加工プロセスと熱処理の手法を研究します。詳細を見る
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バイオマス関連テクノロジーを革新する有用微生物の濃縮技術の開発 【用途例】様々な細菌の力を活用した社会課題の解決
生体模倣型の基板上に光の照射等で有用微生物を生きたまま・高密度・大面積で集積する独自技術「外場誘導濃縮」を駆使し（米Science姉妹誌に予備的成果が掲載(2020)）、高速起動型環境浄化バイオ燃料電池の基盤構築および新規な物質変換技術の開拓を行います。
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遺伝子改変技術を活用した、デンプンの代わりに機能性多糖類を蓄積する高付加価値オオムギの開発 【用途例】目的に合わせた高付加価値なオオムギを開発することが可能に
本研究は、デンプンの代わりに機能性多糖類を穀粒に蓄積する、高付加価値なオオムギの開発を目指します。これは、人間の健康機能性食品としてだけでなく、家畜の健康を支える機能性飼料としての利用も期待されます。
本研究を担当する研究者は、独自に開発したスクリーニングシステムにより、デンプンの蓄積が少ないオオムギの変異体を獲得しています。本研究では、そのオオムギ変異体と機能性多糖類を過剰発現する遺伝子改変オオムギを交雑することで、高付加価値オオムギを開発します。一方、デンプンが少なく遺伝子改変が可能なオオムギを育成することにより、様々な機能性多糖類を蓄積する遺伝子改変オオムギの開発システムを構築します。詳細を見る
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超広域材料選択性を持つ光パターニング装置の開発 【用途例】インクジェットに頼らない、どんなナノ材料でもマイクロ印刷できるレーザー技術
微粒子が分散した溶液へのレーザー照射によって、粒子が集積固化/連続配線化する現象を発見しました。この現象を用いると、感光性がない材料でもレーザー微細造形が可能になります。本研究では、この技術を実用化できるレベルまで高速化します。具体的にはグリーンレーザーを用いた並列照射でレーザー描画速度の大幅向上を狙います。
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窒素・ホウ素コドープ技術を用いた、低コストかつ安定な低抵抗4H-SiC単結晶成長技術 【用途例】低抵抗SiCウェハの量産化によって、SiCパワーデバイスの迅速な高性能化を実現します
低抵抗な4H-SiCバルク単結晶成長を実現する窒素・ホウ素コドープ（共添加）成長の技術開発を行います。既に、窒素・ホウ素コドープ成長では窒素単独ドープSiC成長で生じる積層欠陥発生を抑える効果が確認されていますが、初期のホウ素ドープの不安定性に伴う貫通転位発生などの欠陥抑制が新たな課題であると考えています。本研究では、成長初期界面の歪みを緩和する技術を開発することで、欠陥抑制を試みます。低抵抗種結晶を用いた際の結晶成長の欠陥発生の有無や歪みの程度を、通常の種結晶を用いた場合と比較検討することを通じて、欠陥発生の少ない窒素・ホウ素コドープ低抵抗SiC成長技術開発を行います。
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植物バイオマスから環境調和型プロセスでつくるリグニン素材 【用途例】バイオマス由来の特性を生かしたマイクロカプセルの活用
植物バイオマスの利活用にあたっての難関はリグニンの除去です。バイオマス変換においてリグニンは、分解、縮合、化学修飾、変性を受けるため、高品質素材原料として、リグニンを活用することが困難でした。そこで本研究では、リグニンと多糖を低変性高分子として効果的に成分分離するリグノセルロース変換法を開発し、低コスト、環境低負荷のリグニン取得プロセスを構築します。さらに、リグニンおよびリグノセルロース高分子を起点に、高付加価値素材原料を開発します。
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装着感がなく、かつ、生活環境下で連続計測が可能な爪装着型ウェアラブルデバイスの実証実験及び製品化 【用途例】生活環境下での常時計測が可能であるため、日常の体調管理及び見守りツールとして活用可能
従来のウェアラブルデバイスとして、胸部に装着するタイプやリストバンドタイプが製品化されていますが、発汗や装着感の問題から、入浴時や睡眠中を含む24時間の連続モニタリングに使用することは困難です。また、装着感があることから、生活環境下のありのままの計測になっていないおそれもあります。本研究にて製品化を目指す「爪装着型ウェアラブルデバイス」は、付け爪を応用したデバイスです。爪には、汗腺も感覚神経もないことから、従来デバイスの問題点であった発汗と装着感が解決され、生活環境下のありのままの計測が可能となります。
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次世代伝導ノイズ規格を満足するノイズフィルタレス力率改善回路の開発 【用途例】ノイズフィルタを使わずに、次世代のノイズ規格を満たす回路トポロジー
新たに導入されることが予想される伝導ノイズの国際規格に対し、ノイズフィルタ無しで規格を満たすことのできる力率改善（PFC)回路を開発します。ノイズ発生の原因となっていた従来のMOSFETのスイッチングを用いた電圧変換を使用せず、MOSFETの線形増幅機能を用いた回路の研究開発を行い、より厳しいノイズ規格を満たせるようにします。
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次世代モビリティの電動化システムにおける電気絶縁技術の高度化 【用途例】低気圧下でも駆動可能な高耐圧絶縁技術の開発
モータは、高電圧下・高周波数下・低気圧下で運転する場面が日々増加しています。そのような中、低気圧下でも駆動可能な高耐圧絶縁技術と正確な調査法が必要不可欠となっています。
本研究では以下３つの項目について調査致します。
①気圧、温度、湿度を一括制御できる試験環境を整備し、実際のモータ運転環境を模擬した試験環境で、特に低気圧下においてインバータ電源を使った際の周波数特性を調査します。
②低気圧下における部分放電計測器の検出感度を調査し、大気圧下との比較で補正係数を算出します。
③部分放電特性と絶縁材料の損耗関係について調査します。詳細を見る
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小型ドローンの安全性向上等への応用を想定した、小型・軽量・高感度な風速・風向センサの研究開発 【用途例】小型・軽量・高感度な風速・風向の計測が求められる現場での活用
本研究では球面上に配置した孔の圧力差によって風速を検出する原理を用いた小型高感度な風向・風速センサの開発を行います。
複数の孔を用いることで風速だけでなく風向も検出できます。さらに圧力差を検出するセンサ素子として、提案者が研究開発を行ってきた微小な電気機械システム（MEMS）の高感度差圧センサを筐体内に内蔵します。
提案者の持つMEMS技術により、小型ドローンに取り付けられる寸法・重量で、風速に対して高感度のセンサを実現します。詳細を見る