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研究シーズ一覧
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金属－絶縁体転移材料による無電源スマートウィンドウ 【用途例】サーモクロミック材料
一般的に金属は光を透過せず，絶縁体は光を透過する．この機能を考慮すると，金属－絶縁体転移材料は遮光－透光を切り替えることができるクロミック材料であると言える．これまで実用化されてきたクロミック材料は，耐久性の劣る有機物であったり，動作に電源が必要であったりしたが，本研究では，耐久性に優れた酸化物材料で，無電源かつ自由な温度で動作するクロミック材料を開発する．これは究極の省エネを達成するスマートウィンドウであり，具体的には温度変化で遮光－透光が変化する酸化物をKOHフラックス法（液相法）やスパッタリング法（気相法）で成膜する。
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微小デバイスにおける局所的な電荷輸送計測技術 【用途例】太陽電池、有機EL、LED
微小領域における反応、キャリアのふるまいを観測する時・空間分解計測技術を開発しています。新たな微小デバイス開発にはその材料のエネルギー変換とエネルギー輸送効率の究明が必要となってきます。これらの原因を明らかにするためには時・空間領域でどのようなふるまいをしているかを理解し、エネルギー変換とエネルギー輸送効率を下げている因子を改善化する設計指針を得る必要があります。本技術シーズではこれらを観測可能とする分光計測技術を提供いたします。
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ポリマー側鎖のアミノ基修飾による抗菌・抗ウイルス性を付与した高分子材料の開発 【用途例】汎用高分子材料の高機能化
ポリ（メタ）アクリレート［P(M)MA］やポリビニルアルコール（PVA）は日本企業が高いシェアを誇るポリマー群です。いずれも側鎖にエステル基とヒドロキシ基を有しており、エステル交換反応に利用可能です。この側鎖に共有結合で抗菌・抗ウイルス性を示す化合物（アミノ基）を修飾する手法を開発しました。この反応に用いるTBZLは特異な選択性を示すため、無保護でアミノ基を側鎖に修飾することができます。元の高分子材料の機能、特性への影響を最小限に抑えた上で優れた抗菌・抗ウイルス性を示す高分子材料の開発につながります。
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超低消費電力インテリジェントIoTシステムの研究開発 【用途例】提案されたIoTシステムにAIフレームワークをサポートできればアプリケーションを再開発の要求が減らす
従来のIoTシステムにIoTサービス、特に人工知能をサポートするために大量の電力を消費することはユーザーに過度の負担をもたらす。本研究開発は、製造業に安価で環境に優しいインテリジェントサービスを提供するため、低消費電力インテリジェントデバイス、低消費電力通信、および分散型インフラを備えたレジリエンスのあるインテリジェントIoTシステムの構築を提案する
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再エネの主力電源化に資する水素吸蔵合金の省エネ・低コスト製法の開発 【用途例】Power to Gas (PtoG) システム向け定置用水素吸蔵合金
東日本大震災に伴う原発事故を経験し，ロシアによるウクライナ侵攻が続く中，外憂に翻弄されない持続可能なエネルギーインフラの構築が急務となっています。出力変動が大きい再生可能エネルギーを貯蔵し利用するには，現行の揚水発電に加え，水素蓄電も大規模化に有利な選択肢の1つです。本テーマでは，水素キャリアのうち性能・コスト両面で実用化が困難とされていた水素吸蔵合金について，既に低コスト化の見通しが得られており，現在は高性能化に向けた研究開発を中心に取り組んでいます。
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パルスレーザーで海水から直接水素を製造する 【用途例】非常の電力源としての利用
パルスレーザーを用いて海水や河川水から直接水素を製造できる新しい技術の創出を目指す。従来の電気分解や光触媒では、装置の腐食や塩素ガスの発生を防止するために不純物の少ない水（純水）を使用する必要があったが、パルスレーザーを用いることで選択的に水のみを分解する。これにより、地域社会にスマートグリッドやレジリエンス強化をもたらす。
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フレキシブルアクチュエータを用いたフレイル防止のためのエクササイズデバイスの開発 【用途例】運動に応じた発生力や高い安全性を有する軽量デバイス
加齢や運動不足により、骨量や筋力などの身体機能の低下する問題が生じている。またCOVID‑19の影響により、その機能低下の速度は加速している。そのため、家庭や施設で使用可能な安全性の高いエクササイズデバイスが強く求められる。そこで、薄い樹脂板を蛇腹スリーブを有するソフトアクチュエータに挿入することで柔軟性を保ちつつ、剛性を強化できる手法を提案した。柔らかい特性によって身体的特徴に合わせることができ、強化された剛性(発生力)によって手や肘・肩などの上肢に対して運動支援が期待できる。
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海苔の品質評価のためのラマン分光分析法の開発と実践 【用途例】ラマン分光分析による海苔の品質評価
私たちが普段口にする乾海苔は、生産拠点における検査員の目視による等級付けが行われて市場に出回っている。しかし、目視による等級付けは科学的根拠に裏打ちされた品質評価ではなく、海苔の産地あるいは作況にも依存する経験的な評価方法でもある。本研究は、ラマン分光法を用いて海苔に対する科学的な品質評価法を提案する。このような品質評価法を、乾海苔の生産拠点に導入できれば、海苔の等級付けの最適化だけでなく、自動化と高速化が期待できる。さらに、国産海苔や輸入海苔を問わず使える非破壊で客観的な品質評価法となるため、海苔の流通における革新的変化が期待できる。
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マイルドなプラズマによる食品や農産物の殺菌技術から医療応用まで 【用途例】大気圧プラズマによる農産物・食品の新しい殺菌技術
「プラズマ殺菌」という殺菌法をお聞きになったことはありますか。この殺菌法は，気体をプラズマ化することで得られる高い反応性を利用し，有害な微生物や病原体などを殺菌，不活化することのできる新規的な殺菌法として実用化が期待されています。本手法は，低温かつドライな環境下で実行できることから，熱や水に弱い食品や農産物などにも適用することが可能であり，これまでにない新しい殺菌手法として期待されています。佐世保高専では，マイルドなプラズマ源を開発し，食品や農産物の殺菌から悪性腫瘍(がん)細胞の不活化への応用を目指しています。
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配線自己修復機能を有する電子デバイスの開発 【用途例】「配線自己修復機能を有する電子デバイス」の応用先
本研究開発の社会・産業への効果としては、既存のケーブルや電子デバイスの健全寿命を延伸することや、伸縮電子デバイスなどこれまでなかった新奇な電子デバイスの創製、IoTやトリリオンセンサなど多量のセンサ利用がなされる際の交換コストの低減、配線自己修復機能を有する電子デバイスによるインフラ構造体の劣化モニタリングシステムなどが考えられます。「配線自己修復機能を有する電子デバイス」という、これまでなかった新たな「モノ」を実現することで新たな市場を生み出すことを目指しています。
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磁気非破壊検査法を用いた各種金属材料の高精度内部欠陥検出技術の開発 【用途例】金属内部の非破壊検査装置
本研究の成果を利用することで，金属内部の微小欠陥を高速かつ簡易な操作で非破壊検査することが可能となる。この技術を用いて金属製品の製造現場で製品の全数検査を実現可能な検査装置の開発を目指す。これにより，製品の安全性を飛躍的に向上させることが可能となり，製造業者，製品を購入する顧客の両方に大きなメリットをもたらす。
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木質バイオマスを軽質化し、化学原料回収を行う水熱プロセス 【用途例】木質バイオマスから有用な化学原料を回収するプロセス。
現行の建設用資材利用、再生エネルギー資源としての計画的利用に加え、木材利用促進法に基づき木材の利用（製材廃棄物）が増加しており、今後その計画的利用がさらに促進される。木材建築物は、廃棄物となれば化学原料となる。資源循環を考えると建築破材・廃材を有効に再資源化する必要がある。また、林業資源の一部を化学原料としての利用することも考えうる。これらは林業再生はもちろん、原料サプライチェーンの新たな産業の創製にもつながる。
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化学センサのIoT化を実現する革新的自己クリーニング技術の開発 【用途例】環境中の化学物質量の常時モニタリング
化学センサのIoT化が可能になると環境中の化学物質のモニタリングが可能となり、製造現場でのプロセス中・廃液中の薬品のモニタリング、農業現場での栄養成分・農薬類のモニタリング、水道の水質モニタリング、河川・土壌・海洋中の有害物質の環境モニタリングなど、幅広い応用が期待できます。これにより、工業製品や農作物の生産効率の向上や環境保全、生体への化学物質暴露の防止など、様々な効果が期待できます。
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新たな抗酸化機能性アミノ酸「L-システインペルスルフィド」の生産系の確立に向けた人工酵素の開発 【用途例】アンチエイジング化粧品やサプリメント、医薬系基礎研究、化学研究、化成品、農薬、食品添加剤
アミノ酸の１種「システイン」は抗酸化作用を持つ物質として、サプリメントや医薬としてのみならず、食品や化粧品にも用いられています。今回、システインを超える抗酸化作用を持つと期待される「L-システインペルスルフィド」の人工酵素触媒による生産系の開発と、安定供給系の構築により、これまで以上の効能や作用を示す製品開発や研究展開が見込めます。
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接触・飛沫・空気感染制御を目指した病原体の生存しにくい環境の創出と製品適用技術 【用途例】現行より有効な新しい感染制御方法
病原体安定性が表面の種類によって異なるメカニズムの解明および安定性をコントロールする手段の構築を目指す。また物体表面上での病原体安定性評価と同様に、飛沫粒子中の病原体安定性評価系を構築し、飛沫・空気感染リスク評価および空間消毒の有効性評価を目指す。最終的に接触・飛沫・空気感染成立の全貌解明によって、病院だけでなく一般社会スペースおよび家庭内でも適用可能な現行より有効な感染制御法・感染に強い社会（居住空間・生活習慣・生活用品・人々の知識/意識）の構築を目指す。
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