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CO2を固定化する炭酸カルシウム板状粒子で強化される、貝殻真珠層を模倣した軽量構造材料の開発 【用途例】軽量で高い剛性を要求する製品への適用、および無機素材、密閉性の高い素材としての活用
本研究では、CO2を原料とする板状炭酸カルシウム粒子が高密度に配向している軽量構造材料を開発します。
複合材料の製造方法は、研究者により確立されており、板状炭酸カルシウム粒子と樹脂繊維を混合した溶液を抄造(濾過)・乾燥させ、熱プレスさせることで高充填・高配向な構造材料が完成します。
今後は原料である炭酸カルシウムを板状にするため、アスペクト比を制御する研究に重点を置き、実用化に向けて効率的に原料を作製できる仕組みを形成します。
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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。
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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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メンテフリー&ワイヤレスなIoTセンサの実現を目指して。 振動発電デバイス向け磁性材料と厚膜形成技術を開発 【用途例】昼夜問わず発電可能な自立型電源デバイス
現場のリアルデータを記録するIoTセンサは、Society 5.0時代におけるキープロダクトです。その実装シーンは、製造工場、防犯設備、インフラ管理、防災現場、漁業、etc…私たちの生活のあらゆる場面に広がります。
本研究では、IoTセンサのワイヤレス化で課題であった給電問題を解決すべく、自立型電源となる発電デバイスに適用可能な「振動発電」(振動を電気エネルギーに変換する仕組み)に着目した研究開発を行います。特に、耐久性、耐熱性の点から磁歪効果を利用した振動発電に着目し、高出力化のための磁性材料を開発し、製造容易性とコスト低減を考慮した材料形成技術を確立することに主眼を置いています。
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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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フレキシブルμLEDディスプレイ製造においてμLEDと基板の接合を必要としない革新的集積工程を開発 【用途例】次世代ディスプレイが普及した世界
一辺10-100μm以下のμLEDチップを透明樹脂基板に埋め込み、μLEDと基板の接合工程を経ずにμLEDを駆動できる新構造のフレキシブルμLEDディスプレイの製造工程を構築します。大口径のSiウエハで試作を行い、
①多数のチップを高精度で移載するためのマストランスファー
②チップを樹脂に埋め込むためのウエハレベル圧縮成型
この2つの主要基盤技術の確立を目指します。①では1万個以上のμLEDを±1μm以内の精度での一括実装、②では3色のμLEDチップ群(2×2のアレイ)のピッチを80ppi程度のピクセル密度で実装、をそれぞれ実現します。
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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。
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酸化ガリウムを低コストで成膜する技術で、従来のワイドバンドギャップ半導体を超えるパワーデバイスを実現 【用途例】様々な電子機器の省エネ化に貢献
電力制御に用いられるパワーデバイスは、電力変換が必要な様々な民生機器を支えています。あらゆる機器のモバイル性が向上している現在、パワーデバイスはその電力消費量が抑えられることが求められております。エアコンや冷蔵庫などの比較的大きな電力を使う機器では、省エネ効果から窒化ガリウムベース化されることが期待されながらも、コスト面から未だにシリコンベースのパワーデバイスが主流です。本研究開発では、コスト面で有利で、かつ窒化ガリウムベースの性能を上回る酸化ガリウムベースのパワーデバイス開発を目指します。本技術は通信用の基地局で用いられる高周波デバイスの低コスト化への寄与も期待できます。
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老舗醸造蔵に宿る蔵付微生物バンクを基盤とするスーパー乳酸菌の発見と高機能味噌の開発 【用途例】蔵付乳酸菌を用いた高機能味噌などの機能性食品の開発
長野県の老舗味噌醸造蔵において、蔵付微生物の存在を確認し、この蔵付微生物バンクから、好塩性乳酸菌のひとつであるK株を発見しました。K株が発見された醸造蔵の味噌には、大量のオルニチンやシトルリンが含まれており、K株がこれらの生成に寄与しているのではないか、という仮説を持っています。本研究では、蔵付スーパー乳酸菌「K株」のオルニチン等生成メカニズムを解明し、高機能味噌などの機能性食品の開発を行います。
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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。
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