展示テーマ

タンパク質の応用用途は医薬品や食品産業に向けたものが多いですが、本展示では従来とは異なる用途として、染色剤としての可能性をご紹介します。また、その目的に必要なタンパク質分子の設計なども含めて動画や実物を展示予定です。

電気化学を組み合わせた有機合成（モノづくり）のことを有機電解合成と呼びます。有機電解合成では、原料の溶液に電極を浸して電気を流すだけで反応が進⾏します。したがって、有機電解合成は、特別な試薬を必要としない、環境にやさしいモノづくりの⼿法として注⽬されています。

レーザー誘起グラフェン（LIG）技術は、ポリマーなどの表面にレーザーを照射し、導電性の黒鉛質炭素構造を描画できる技術です。当ブースでは、様々な材料への構造描画により実現したウェアラブルセンサー、摩擦帯電発電、熱電発電、キャパシタ、水質浄化など、LIGが拓く応用事例を紹介します。

MEMS（微小電気機械システム）の力センサ素子を使った小型で高感度な風速センサや波高センサなどを研究開発し、ドローンなどへの応用を進めています。また新しい原理を使ったヴィジョン型のフォースプレートなどを研究開発しています。

分子シミュレーションとAIを融合した技術を活用し、エマルションやミセルなどの内部構造を持つナノ材料の機能性を予測する研究です。マテリアルインフォマティクス手法により、高性能な材料や新たな機能を持つ素材の開発効率化を目指します。

現在、生成AI普及の動きが活発になる一方で、データ通信量の増大により消費電力や通信遅延が懸念されています。当研究室では、大容量、省電力、低遅延のデータ通信が可能な革新的GI-POF（屈折率分布型プラスチック光ファイバー）やリアルカラーディスプレイを実現する光学フィルム等の研究開発を進めています。

表面弾性波フィルタは、物質表面のわずかな振動を使ったフィルタとして、携帯電話などの無線通信に不可欠なデバイスです。我々は、近年注目されているトポロジーの原理を応用し、ナノサイズの人工構造内で弾性波を精密に制御する新技術によって、従来のフィルタを超えるデバイスの創出を目指しています。

蛍光性量子ドットを利用したナノコンポジットフィルムは、優れた透光性と蛍光特性を示すことから太陽電池技術への応用が期待できます。波長変換効果による太陽電池の分光感度特性の改善や、蛍光の集光効果を利用した透明太陽光発電パネルについて紹介します。

グラフェンやカーボンナノチューブなどのナノカーボン材料を用いた光デバイス・電子デバイスを開発しています。デバイス開発・計測、物性の理論的な解明、それらの実用化研究も進めており、ナノサイエンスの基礎から応用を幅広く手掛けています。研究室発スタートアップ（グラフェナリー株式会社）も設立しました。

ホタテガイやカキは日本においてさかんに養殖されていますが、それらの貝殻は大量の産業廃棄物として社会問題となっています。ここでは、廃棄される貝殻をナノレベルで解析し、その成果をもとに貝殻を原料として開発された高機能なナノ材料およびその応用について展示いたします。

制御理論のアプローチに基づき、サイバーフィジカルシステムの高度化を目指した研究を進めています。
対象は分散型電力ネットワークの制御やマルチUAVの協調制御に加え、分散制御に基づく電力ネットワークの運用であり、これらを通じて社会インフラや超スマート社会における最適管理の実現を目指しています。

機械が物や人と接触する際、機械表面の望ましい剛性（固さ・柔らかさ）は状況に応じて異なります。本研究では、いかなる状況下においても安全で快適な接触を可能とする機械外装の構築を目指し、熱によって膨張・収縮する「可変剛性ロボットスキン」の開発と、繊細な剛性変化を実現する熱制御技術の構築に取り組んでいます。

次世代スマート製造を実現する先進加工技術と統合システムの研究に取り組んでいます。超精密加工やフェムト秒レーザによる光学材料加工、金属付加製造技術などの多様な加工プロセスに加え、モバイルロボットによる切りくず除去や繊細な感覚を持つロボット研磨システムなどの加工システムを紹介します。

小型核融合炉に使用される銅酸化物高温超伝導体として研究されているYBa2Cu3O7-δ （YBCO）のマイクロワイヤーのバイオテンプレートを利用した作製方法、及び得られた試料の形態（Morphology、モルフォロジー）の紹介とともに、その酸素発生反応（OER）電気化学触媒性能を紹介します。

小型光学部品およびマイクロレンズアレイの最終仕上げ用非接触ナノ研磨システム。柔軟な機構を用いて小型チップを3Dで操作し、せん断応力増粘液を動かすことで、自由曲面の研磨を可能にします。

多軸制御の超精密加工機を駆使してナノメートルレベルの形状精度を有する自由曲面レンズやレンズアレイおよびそれらの成形金型の切削や研削加工を行っています。これらの光学素子には、デバイスの小型化や高機能化を期待されており、携帯電話やイメージセンサー、AR、VR、自動運転など多分野へ応用されています。

材料表面にマイクロ・ナノスケールの微細構造を形成させることで撥水性や親水性の付与、接着部の密着性および金型の離型性の改善など、多様な表面機能を付与することが可能です。本研究室では、フェムト秒パルスレーザなどを用いて様々な材料表面へマイクロ・ナノスケールの微細構造の創成を行っています。

水と油になじみやすい部位をあわせ持つ両親媒性分子が形成する、二分子膜が袋状に閉じたベシクルは、生体膜に類似した構造であることから、人工細胞として注目されています。その場の化学的な環境を感じて、内包物の放出や取り込み、組織形成といった機能を発現するベシクル型人工細胞をご紹介します。

数個から数百個の金属原子を「操る」ことで生み出される金属ナノクラスターは、特異な構造と電子状態により、新しい触媒活性や光学応答を発現します。清浄かつ高効率な気相合成法と液相合成法を独自に確立し、原子レベルで制御されたナノクラスターを創り出し、エネルギー変換デバイスや先端機能材料への応用を展開します。

本研究では、従来のMEMSアクチュエータ技術では困難とされてきた、ミリ長レンジの超長ストロークを低消費電力で達成する熱駆動MEMSアクチュエータの開発に成功しました。切り紙構造を生かした独自の熱機械設計によって、ミリ長レンジの多自由度動作を低消費電力で実現しています。

走査型プローブ顕微鏡を用いることで、物質をナノスケールで観察できます。当研究室では、触媒・ガス吸着剤・ガスセンサー・フィラーなど、工業利用が期待されるナノ粒子や薄膜などの実用ナノ材料について、その構造や性質を研究しています。ナノスケールで構造を明らかにしたい材料をお持ちの方はお気軽にご相談ください。

本技術は、人間の動作を抽出・保存し、「いつでも・どこでも」再現することを可能にするロボットとその制御の複合技術です。本技術により、接触を含む動作のティーチングの容易化や、実行タスクの複雑化など、ロボットの活躍の場が広がります。

本展示では、デジタルファブリケーションの最新の成果を紹介します。具体的には、空気を注入することであらかじめ決められた立体形状に変形するチューブや、温めると自動変形する回路などを紹介する予定です。

本展示では、（1）全てが食材で構成される可食カプセル型の消化管モニタリグのためのワイヤレスセンサと、（2）全てが自然分解性材料で構成される分散設置可能なワイヤレス土壌センサ、についてご紹介します。2つのセンサとも分解性材料でスプリットリング共振器（SRR）を構成し、その機能を達成しています。

柔道、ボクシング、ラグビー等のコンタクトスポーツ時の頭部衝撃により、頭部外傷・脳機能障害が発生することが問題となっています。本展示では、柔道用頭部保護具を例に、プロダクトデザイン手法を活用し、安全性、信頼性、装着性などユーザーの志向に沿った保護具をデザインし、試作・評価した事例について紹介します。

量子物性の力で、未来の情報デバイスを切り拓きます。
トポロジカル半金属などの量子機能材料を活用し、省電力メモリや熱の流れを可視化する新原理センサの実現につながる新しい電子材料開発を進めています。

小池研究室では光を利用した加工技術の研究として、金属造形も可能な粉末床溶融結合法による3Dプリンタや、熱影響を極限に抑えるフェムト秒レーザー加工技術に取り組んでいます。さらに、遠心場を活用した「高重力場3D造形」といった独自のアプローチも展開しており、これらの技術開発を中心に研究成果を紹介します。

中央試験所では、研究支援を目的として、観察・測定・ものづくりに関する各種装置を集中管理および共有化を行っております。近年は産学連携を積極的に推進しており、その一環としてオープンファシリティを通じ、学外企業の皆様にも一部装置の利用を開放するサービスを開始致しましたので、本展示にてご紹介致します。