SEEDS
研究シーズ一覧
シーズを検索
-
次世代の蓄電を担う超環境適合かつ持続可能なオール有機電池の開発 【用途例】持続可能なオール有機電池
脱炭素社会に向けた再生可能エネルギーの導入には、電気エネルギーの貯蔵を担う二次電池が必要であり、その需要はますます増加している。一方、二次電池には、資源枯渇の問題から、今後、高い環境適合性及び再利用性が必須となる。本研究開発では、生体物質など地球上に豊富な資源を原料とした環境負荷の小さい合成法によって機能性有機材料を調製し、これらを電極活物質とした持続可能なオール有機電池を提案する。
詳細を見る
-
低温廃熱利用CO2フリー廃棄物ガス化を実現する低温作動酸素キャリア 【用途例】廃プラスチック、廃バイオマスなどの廃棄物を原料としたカーボンニュートラル化学品製造
ナノ粒子を酸素キャリアとして、時間的、または空間的に反応場を分離する（ケミカルループ法）ことで、反応制約を打破し、低温でも十分な速度で反応を進行させる。一方の反応場では炭化水素が合成ガスに、もう一方の反応場では水が水素に転換する。ガス化反応の低温化により、産業の低温廃熱で、吸熱反応である合成ガス生成反応を駆動することが出来るようになれば、廃棄物の自己燃焼や化石資源の燃焼が不要なCO2フリー廃棄物ガス化が実現する。
詳細を見る
-
排水処理のエネルギー消費量と生産量の差し引きがゼロとなるネット・ゼロ・エネルギー水再生システム 【用途例】トイレ・散水・清掃などの非飲用目的の再生水製造
再生水は水資源としてのポテンシャルは高いが、下水処理水の再利用率は約1.3％（新下水道ビジョン）程度しかなく、いまだ利用量は少ない。人口10万人以上で、渇水確率1／10（水道減断水）以上の都市における下水処理場は全国で約400箇所あり、そのうち下水処理水を緊急的に利用するための施設を設置している下水処理場は約100箇所あり、約25％を占めている（新下水道ビジョン）。未だ約75％が下水処理水を緊急的に利用するための施設を設置していないことから、本技術が普及する可能性は高い。
詳細を見る
-
高活性塩基による有機分子への実践的ＣＯ２固定 【用途例】医農薬品、染料、液晶
ブレンステッド塩基による芳香族カルボン酸の合成としては、古くは1860年に、フェノール類のカルボキシル化反応が実施できることが見出された。これは化学工業において今でも利用されている重要な反応である。例えば、この反応で得られる安息香酸類は医薬品、農薬、防菌剤、あるいは液晶ポリマーの原料として用いられる。しかし、これまでのところ、フェノール類以外の芳香族含有化合物への展開はごく限定的な状況にある。本研究では、多様な基質が利用できる基質適応範囲の広い反応系を開発することを目的とする。産業界の多分野で利用できる実用的な反応として確立することを目指す。
詳細を見る
-
デジタルツインに向けた高度な水素およびアンモニア燃焼の予測 【用途例】水素・アンモニア燃焼（専焼・混焼）、水素またはアンモニア（専焼・混焼）による発電
水素及びアンモニアの燃焼において、様々な課題（逆火リスク、燃焼振動、燃焼速度、NOｘ排出量など）が残っている。水素及びアンモニアの燃焼における課題を解決するためには、基礎となる理論のモデル化が必須である。構築したモデルは流体の流れ場だけではなく、中間体を含めたすべての物質が起こりえる化学反応も取り入れる必要がある。それらの結果を可視化することで、実際の水素及びアンモニア燃焼に起きる過程を把握することができる。また、様々な燃焼条件による燃焼データ（数値計算及び実験から得られたもの）を蓄積し、機械学習によってデータを処理し、新たな燃焼条件における燃焼現象を短時間かつ正確に予測することができる。
詳細を見る
-
ロボットを用いない実演型組立作業教示システム 【用途例】難易度の高い組立・研磨や多品種少量生産の教示を可能に
協働ロボットは直感的な教示を実現し、自動化の適用範囲を拡張した。しかし普段の作業と違う姿勢を強いられることやロボットを介することによる動作の劣化が教示できるタスクの範囲を限定していた。本提案技術を導入することによってこれらの問題を解決し、難易度の高いタスクや多品種少量生産で教示に時間をかけられないタスクの教示を可能にする教示装置を開発する。
詳細を見る
-
非侵襲的ウェアラブル心身的負担計測システム 【用途例】作業負担解析による労働持続可能の提示
作業における負担がどの程度か把握することで、労働による労災と精神疾患を未然に防ぎ、業務において従業員の休業による機会損失を防ぐことが出来る総合的なシステムの構築を目指す。この技術によって、高齢者が安全安心で労働できれば、労働持続可能性を高め人手不足を解消する労働イノベーションが行うことができ、高齢者医療費の低減や介護保険負担の低減につなげることが出来る。これにより、社会全体に利益を生む事業を目指すものである。
詳細を見る
-
高真空・高温などの極限・特殊環境下における潤滑剤としてのイオン液体の開発 【用途例】極限・特殊環境における高寿命の潤滑システムの構築
航空宇宙産業、半導体産業、風力発電産業の発展は、稼働環境に適した潤滑剤を見つけるだけではなく、耐用年数も非常に重要です。例えば、航空宇宙産業の課題として、宇宙探査機は星間空間といった深宇宙探査を行うために高寿命が求められ、洋上風力発電機においては、建設コストが陸上よりも大幅に増加し、不具合が発生するとメンテナンスや部品交換作業に多大な費用が必要となります。したがって、高性能かつ高寿命な潤滑システムを構築することで、日本産業を支えることを目指します。
詳細を見る
-
金属元素を用いずに金属調光沢を発現！水溶性インクから調製する金属調光沢材料の開発 【用途例】塗料、筆記具、化粧品、電子材料など、様々な分野へ展開
一般的な金属光沢塗料は、金属フレークを展色剤中に分散させることで光沢を発現しています。しかし、金属の使用が腐食や色ムラの発生などを引き起こします。本研究では、金属を含まない有機高分子で金属調光沢を実現するため、これまでの金属調光沢塗料よりも軽く、腐食しにくいといった特徴があります。また、光沢膜は有機高分子からなる色素粉末を水に溶かした水溶性インクを基板に塗布することで調製します。有機溶媒を使う必要がないため、環境に優しいインクから様々な物に金属調光沢を付与することができると期待されます。
詳細を見る
-
高効率なゲノム編集を実現する改良型CRISPR/Cas9システムの研究開発 【用途例】改良型CRISPR/Cas9はほぼ全ての生命科学分野の基礎研究・応用研究へ適用できる
ゲノム編集は今や世界中の研究室で日常的に行われており、その多くでCRISPR/Cas9システムが使われています。それらの研究室へ改良型CRISPR/Cas9システムを届け、効率的なゲノム編集実験を可能にすることによって世界の生命科学研究に貢献したいと考えています。また近年、ゲノム編集は畜産業、水産業、農業などへ応用され、開発されたゲノム編集食品が既に国内外で流通し始めています。本研究で高効率な改良型CRISPR/Cas9システムを確立することによって、ゲノム編集技術の産業応用が促進され、新たなゲノム編集食品などの製品の開発へとつながるものと期待しています。
詳細を見る
-
高温環境でのIoTを可能にする熱電モジュール 【用途例】高温製造現場のIoT化を実現する環境発電電源
データを取得・解析することで、システムの効率的運用が可能になる。データの取得にはセンサーや通信デバイスが必要であり、そられを動かすための電源が不可欠である。材料の製造現場などは高温環境に置かれているが、高温環境に置かれたシステムは複雑な場合が多くIoTによる管理が有効である。しかし高温環境に対応したメンテナンスフリー電源はほとんどない。本研究では高温環境に対応できる環境発電電源を開発し、データの取得によるシステム管理の基盤技術とする。
詳細を見る
-
スマホを胸ポケットにいれて作業するだけで業務を可視化 【用途例】ロボットの導入効果を数値化して、販売や製品開発を支援
本システムでは、計測アプリをインストールしたスマホを胸ポケットにいれて（または首から下げて）作業するだけで、現場の業務を可視化できる。特に本研究では、現場の機械化のニーズを要素作業・動作・姿勢レベルで定量的に算出することを目指す。さらに、機械導入前後で計測を行うことで、実際の導入効果と、発生している付帯作業等を把握でき、アフターサービスや今後の製品開発への活用にも利用できる。
詳細を見る
-
しきい値近傍アブレーションによる非侵襲レーザー微細加工 【用途例】FIBやナノリソグラフィに頼らない薄膜デバイスの製造法
フェムト秒レーザーを使ったアブレーション加工は、半導体、金属、有機材料など幅広い材料に適応できる特徴があります。様々な薄膜試料に対して系統的にレーザー加工を行い、材料がアブレーションされるしきい値を調査・整理することで、複数の材料からなる積層試料に対して、表層構造を選択的に除去する表層処理技術への展開が期待できます。例えば、大気圧下で実行可能なドライエッチングや、高感度材料の表面クリーニング、半導体リペア技術などが想定されます。
詳細を見る
-
多元素化により熱的特性を制御した耐熱コーティング材料の開発 【用途例】熱の有効利用と高温での長寿命化(燃焼機関や材料の製造)
既存の耐熱材料の限界を打ち破る新たな耐熱材料の設計指針を見出すことを課題に掲げています。遮熱、耐環境性を備えた材料を機械部材にコーティングとして実装することにより、省エネルギー・低CO2エミッションに貢献したいと考えています。また、熱膨張係数の差により生じる損傷などを低減できる材料が実現できれば、信頼性向上にもつながり、輸送用機器の安全・安心を実現できるのではないかと考えています。
詳細を見る
-
ポストシリコン半導体材料として期待される原子層半導体への新規ドーピング技術 【用途例】超低消費電力微細半導体デバイス
現在のシリコンベースの半導体テクノロジーでは、数nmのスケールまで微細化を進めると電流が流れにくくなったり、その制御が難しくなるといった問題が生じてきます。この困難を解決できる材料として注目されているのが原子数層の厚みしかない「原子層半導体」と呼ばれる材料です。しかし、従来技術では、電流制御に必要なキャリアドーピングを行う際に、電流の通り道であるチャネルにその流れを妨げる不純物や欠陥が導入されてしまうことが問題となっています。そこで、本研究では、基板分極とのリモート相互作用を利用するという新しいアプローチでこの困難を解決し、半導体デバイスの省エネ化と微細化を両立させることを目指します。
詳細を見る