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タイトル一覧
詳細ダイジェスト一覧-
ペプチドのN-末をキャッピングする新奇酵素の発見と応用
新規ペプチドリガーゼ
・種々のペプチドのアミノ末端に非タンパク性のアミノ酸をペプチド結合する新規酵素を発見。
・有用生理活性ペプチドの保護や新規抗結核薬の開発に期待。-
キャッピングに用いた化合物（左）、キャッピングできたペプチド
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本酵素が触媒する反応機構
研究の内容
医薬品としてペプチドを使用する場合の欠点の1つは，ペプチド分解酵素による分解があげられる。ヒトではペプチド末端に作用するエキソ型のペプチダーゼが主要な分解を担っていることから，ペプチド末端を非天然型アミノ酸に置き換えて分解酵素から保護することは医薬品開発の観点から価値がある。今回，ペプチド系抗生物質，フェガノマイシンの生合成研究を行った結果，2～18アミノ酸からなる多様なペプチドのアミノ末端を非天然型アミノ酸であるフェニルグリシン誘導体でキャッピングする酵素を見出した。この幅広い基質特異性を理解するため，酵素の結晶構造を解いた結果，本酵素は他には見られない大きな基質結合部位を有し，これにより多様な基質を受入れ可能であることが明らかとなった。Nat. Chem. Biol., 11, 71 (2015).
大利 徹 教授 Tohru Dairi農学博士 -
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ARコミュニケーションシステム
端末の位置・姿勢情報の共有によるアバタベースの
拡張現実グループコミュニケーションアバタを仲介とすることで時空の制約を越えたコミュニケーションが可能である。本システムでは、グループコミュニケーションの参加者の位置・姿勢情報を共有し、各参加者の端末から見えるアバタの振る舞いに反映させるＡＲコミュニケーションを実現した。
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アバタベースのARコミュニケーション
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ＡＲターゲット上に現れたアバタが参加者端末に追従してポーズを変える様子を、同じ場に参加する別の端末から見た様子
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研究の内容
従来のアバタベースのコミュニケーションシステムは1対1の通信を基本としているため、仮想と現実が混在する3人以上のコミュニケーション場において、その場に参加する物理的な人の位置や姿勢情報を個々に認識し、それに応じたアバタの振る舞いを、場全体の整合性を保持したまま、個別に制御することは困難であった。
本研究では, コミュニケーション場に参加する物理的な人々（スマートフォン端末等）の位置・姿勢情報を共通ＡＲターゲットの認識と端末間のネットワーク連携で共有し、これを各端末から見えるアバタの振る舞いに反映させるARコミュニケーションシステムを開発した。アバタはコミュニケーション場の参加者の誰が何処にいるかを把握し、ある参加者端末の動きに追従してポーズを変えるアバタの様子を、別の参加者がそれぞれの視点から見ることができる。高井 昌彰 教授 Yoshiaki Takai工学博士 -
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位相差測定によるガン細胞の非侵襲的識別
培養中の非接触光学測定による
ガン細胞と正常細胞の高精度識別培養器底面に接着培養中の培養細胞に照射・透過したレーザー光には、細胞の屈折率と細胞の厚さに応じて位相差が発生する。本研究では、細胞内の各点の位相差を定量することにより正常細胞と培養中にガン化した細胞を高精度に識別できることを示した。
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位相シフトレーザー顕微鏡による細胞各部分の位相差値測定
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正常細胞とガン細胞の位相差の比較
研究の内容
再生医療において移植される培養細胞の品質管理に資すべく、培養中にガン化した細胞の有無を非侵襲的かつ高精度に判定する方法の確立を目指した。細胞集団中のガン化細胞の有無判定の従来法として特殊なマウスへの移植法があるが、破壊的（侵襲的）で、数週間以上の長時間を要するとの欠点があった。これに対して本技術では、培養中の細胞にレーザー光を透過するだけで非侵襲的に定量できる位相差値の演算により、1視野あたり10秒、100 mmディッシュ1枚の全細胞でも約10時間という短時間で培養しながら識別できる。重要な品質管理項目であるガン細胞の有無を非侵襲的に判定する方法は他になく標準化を目指している。
高木 睦 教授 Mutsumi Takagi工学博士 -
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スポーツコンテンツの次世代可視化技術
知識共有を加速させる情報提示技術の創世
スポーツの観戦や教育等を助けるデータを提示する次世代可視化技術を構築します。利用者やその周辺環境から得られる多様なデータから、「分析データ」と「利用環境に適応した提示方式」を定める理論を導出し、知識共有を加速させる情報提示を可能とします。
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サッカー競技におけるパス可能な領域の可視化の例
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フォーメーションを分析する様子の例
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優勢な度合いの分析・可視化の例
研究の内容
スポーツを取り巻く現状として、様々な映像配信が普及し、映像と共に関連するデータをスマートフォン等のモバイル端末によって閲覧する新しい観戦の環境が構築されつつありますが、サッカーにおいては、フリーキックの成功率や走行距離等の基本的なデータを閲覧可能としていることに留まっています。本研究は、利用者やその周辺環境から得られる多様なデータを分析し、利用者の理解を助け、知識や経験が必須な場合においても、その知識共有を加速させる可視化を可能とします。例として、パスコースや優勢な度合い等が挙げられます。本研究の可視化技術は、利用者を取り巻く様々なデータを取得し、多様な情報を利用環境に適応して提示可能とするものであることから、IoTやAIの分野への応用可能性が高く、これら分野における新技術の創世への貢献が期待できます。
高橋 翔 准教授 Sho Takahashi博士（情報科学） -
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地熱資源モニタリングと誘発地震のリスク評価
地球物理観測による地熱資源モニタリングとリスク評価
重力探査や震源精密決定による地熱資源開発に必要な地下構造の評価。精密重力測定や地殻変動観測による地熱貯留層資源のモニタリング。地熱井開発に伴う誘発地震のリスク評価や地震活動予測の研究。
研究の内容
○近年開発が盛んな地熱資源開発では、基盤構造調査から地熱貯留層の検討が行われる。重力探査と精密な震源分布、地震波速度構造解析などから、基盤構造に関する調査を実施している。
○地熱発電では、蒸気を生産するとともに熱水を地下へ還元するが、資源を持続的に利用するためには、地熱貯留層の収支をモニタリングすることが必要である。精密重力測定および地殻変動観測を利用して、地下流体の状態を物理的に評価し、適正な資源利用量を検討する。
○地熱井への高圧流体の注入などにより、有感地震が誘発され問題となることがある。地熱開発地域の地殻応力状態や、周辺の断層、地震活動特性、流体注入量などのパラメータから、誘発地震のリスク評価を行う手法を開発することで、適正かつ持続的な資源開発の指針を与える。高橋 浩晃 教授 地震火山研究観測センター長 Hiroaki Takahashi博士（理学） -
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電子顕微鏡内での電気特性と構造変化の同時観察
電気的特性と構造変化の関連を評価でき、信頼性確立に有効
電子顕微鏡内に電子デバイス片を配置し、これに可動プローブ電極を当て、電気特性を評価しながら、電子顕微鏡による観察を可能に。サンプル側電極にMOSFETを搭載し、過剰電流を抑制可能に。電気特性と構造変化の相関を評価し、故障原因究明などに有効。
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図１ 評価用サンプルホルダー
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図２ 電子顕微鏡内でのデバイス評価イメージ
研究の内容
本研究による電子顕微鏡その場観察システムは、可動プローブ2本とサンプル固定部を電極とした3端子のデバイス測定が可能です。サンプルホルダーには、浮遊容量による過剰電流が流制限するためのMOSトランジスタを挿入してあります。
実用化に近い、微細電子デバイスには、相変化メモリや抵抗変化メモリなど、抵抗変化に伴っての構造変化が予測されているデバイスがあります。微細デバイスは、動作速度が速い上に、構造がナノスケールであるため、抵抗変化が引き起こされるメカニズムの確認が困難です。本システムは、この評価を可能にするとともに、信頼性確保のための不良動作原因などの調査に有効です。加えて、今後期待されるナノ構造機能デバイス、例えばナノマシンやナノ構造２次電池などの動作機能の確認や不良原因の評価などを効果的に行うことを可能にします。高橋 庸夫 学術研究員 Yasuo Takahashi工学博士 -
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ナノフィブリル化バクテリアセルロースの大量生産
バクテリアを用いることにより低分子バイオマスから
ボトムアップでナノフィブリル化セルロースを生産する我々は、新奇なセルロース合成酢酸菌を取得し、糖蜜を原料としたナノフィブリル化バクテリアセルロース（NFBC: Fibnano®）の大量生産に成功しました。NFBCは流動性、混和性、成型性に優れており、幅広い分野での利用が可能です。
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ＮＦＢＣおよびＮＦＣにおける偏光顕微鏡像、ＴＥＭ観察像 偏光顕微鏡像（a,b）、ＴＥＭ観察像（c,d） ＮＦＢＣ（a,c）、ＮＦＣ（b,d）
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200Ｌ容大型ジャーファーメンターを用いた通気攪拌培養における培養経過の一例
研究の内容
バクテリアによって合成されるセルロースはバクテリアセルロース（BC）と呼ばれており、高い保水性、高強度、生分解性、生体適合性などのユニークな性質を有しています。また近年、ナノサイズのセルロース素材（ナノフィブリル化セルロース（NFC））が注目を浴びています。一般に、NFCはパルプを原料として、物理的・化学的処理によってトップダウン的に調製され、得られたNFCは水中に高分散しています。対照的に、セルロース合成菌の培養条件を最適化することにより、低分子バイオマスからボトムアップ的にナノフィブリル化BC（NFBC: Fibnano®）を調製することが可能です。我々は、道内企業との共同研究により、砂糖製造時の副生成物である糖蜜を原料としたNFBC（Fibnano®）の大量生産に成功しました。
田島 健次 准教授 Kenji Tajima博士（工学） -
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文化遺産保存活用と観光に関する研究
東南アジアにおける文化遺産国際協力プロジェクト立案・実施
文化遺産のなかでも、特に遺跡に焦点を当て、東南アジアにおける文化遺産保存活用と観光の関係について研究をおこなっています。研究成果をもとに、他機関と協働し、文化遺産国際協力を実施しています。
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アンコール・ワット
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ピマーイ遺跡（タイ）
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現地行政とのまちづくり協議の様子（パダン）
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修復中の遺跡と観光客（ジャワ）
研究の内容
東南アジアには、アンコール遺跡群（カンボジア）、ボロブドゥール（インドネシア）など、多くの遺跡があります。政治的な混乱に加え、スマトラ沖地震・津波（2004年）などの自然災害による危機に直面しながら、各国は、それら遺跡の保存と活用に取り組んできました。観光は、遺跡に悪影響を与えると危険視されていましたが、1999年に国際文化観光憲章が採択されて以降は、文化遺産保存に不可欠なものとして捉えられるようになっています。例えば、年間約200万人以上の観光客を集客するアンコール遺跡群では、観光産業は国家レベルでの重要な外貨獲得手段となっており、広大な遺跡の保存事業も、観光客からの収益金があてられています。一方で、増え続ける観光客と遺跡保存のバランスは、地域の環境、貧困問題などが絡んで、より複雑なものとなっています。
田代 亜紀子 准教授 Akiko Tashiro博士（地域研究） -
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無機固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池
液相からの硫化物固体電解質の作製
高いリチウムイオン伝導性を示す硫化物系ガラスを有機溶媒に溶解させ、これを乾燥させるという単純なプロセスで、硫化物系固体電解質を析出させることに成功した。また、電極活物質へのコーティングに適用可能であることも見出した。
研究の内容
リチウムイオン伝導性固体電解質を電解質として用いる全固体リチウム二次電池において、良好な電極-電解質間界面の構築が電池の高エネルギー密度化に非常に重要である。本研究では、液相から硫化物系固体電解質を作製することにより、良好な電極-電解質界面の構築を目指した。Li2S-P2S5系固体電解質をN-メチルホルムアミド(NMF)に溶解させて均質な溶液を作製し、その溶液からNMFを除去することでLi2S-P2S5系固体電解質を再析出させることに成功した。この溶液と正極材料であるLiCoO2を混合し、NMFを除去することによってLiCoO2上に固体電解質をコーティングした。これを用いて電極複合体を作製し、得られた電極複合体、硫化物系無機固体電解質を用いて全固体リチウム電池を作製したところ、安定に動作することを確認した。
忠永 清治 教授 Kiyoharu Tadanaga博士（工学） -
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シベリア先住民と野生動物の共生策を探る
“利用しつつ守る”順応的鳥獣管理システムの実践研究
地域社会と野生動物の軋轢（農業被害や外来種問題など）を軽減するため、住民参加・住民主体の調査・対策を企画・実施し、ボトムアップ型の政策支援を行っています。近年はシベリア先住民の暮らしを守る野生動物保護区の設定にも携わっています。
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調査対象の野生ツンドラトナカイ（サハ共和国にて）
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先住民との軋轢が増加するホッキョクグマ（同上、IBPC提供）
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調査データを地元の子供たちの環境学習に活用（同上）
研究の内容
◇野生トナカイなどの実態調査と保護区の設定
”日本に最も近い北極”である、ロシア連邦サハ共和国の北極域において、先住民が利用する野生動物（トナカイ、ジャコウウシ、オオカミなど）に衛星発信機を装着し、温暖化の影響や季節移動の実態を明らかにしてきました。またその情報を元に、先住民団体、地方行政府、狩猟団体などと協働し、伝統的生活に資する保護区や猟区を設定して評価を行っています。
◇渡り鳥の生息実態調査と国際保護区の評価
シベリアは、日本をはじめ北極域・北方圏を利用する渡り鳥の重要な繁殖地ですが、やはり温暖化により生息環境が変化しつつあります。そこでこれまで個別に行われていた各国の調査をネットワークし、温暖化の影響と生息地保護区の評価を総合的に行うための調査・研究・実践を行っています。立澤 史郎 助教 Shirow Tatsuzawa博士（理学） -
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レーザ計測点群の認識・モデル化技術
人が活動する環境や構造物の分析・維持管理・計画の高度化を目指して
３次元レーザ計測点群から、室内や道路、柱状物（電柱や街灯）、街路樹、建物といった、人が活動する環境に存在する物体や構造物を自動で認識し、３次元モデル化するための点群処理の理論とアルゴリズムを開発しています。
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部屋のモデル化
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柱状物体検出とパーツ認識
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建物LODモデリング
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街路樹メッシュモデリング
研究の内容
地上設置型や車載型の3次元レーザ計測システムで得られる『点群』から、屋内外の環境における物体や構造物を自動で認識しモデル化する技術ならびに基礎的な点群データ処理手法の研究を行っています。認識とモデル化の対象は、任意形状の物体、部屋、電柱や街灯等の柱状物、樹木、道路面、建物など、幅広く扱っています。点群からのメッシュモデルやポリゴンモデル、CADモデル生成技術に加え、その基礎となる点群の位置合せ（レジストレーション）、領域分割（セグメンテーション）、形状特徴抽出、機械学習や手続きに基づく物体認識に関する研究も行っています。本技術により、現況を忠実に反映した3次元モデルを用いた、環境や構造物の詳細な認識と分析、維持管理、各種シミュレーションや改善計画が可能となります。
伊達 宏昭 准教授 Hiroaki Date博士（工学） -
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情報科学・工学のための数理解析技術
システム同定・設計と逆問題
システム同定・設計や未知対象の推定などに関連する情報科学・工学分野の問題を解決するための方法論の探求、及び、応用技術の開発。
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色彩復元ソフトウエアの実行例
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画像からの不要物体の除去例
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研究の内容
情報科学や工学の分野においては、所望の結果を与える数理的なシステムの設計問題や、所与の入出力を与える数理モデルの特定問題、システムと観測から未知入力を推定する逆問題などが多く現れます。これらの問題を扱う際に、個々の問題特有の条件と個々の問題とは独立した数理モデルに分けて解析を行うことで、性能や限界を理論的に見極めることが可能となり、また、類似した数理モデルで記述できる問題への水平展開も可能となります。これまで、この独自のスタンスで、画像や色彩の復元や、音響信号に含まれる個々の音の分離、パターン認識や標本化理論を含む機械学習問題において様々な方法論の構成や応用技術を開発してきました。今日の発展著しい多様な計測技術に我々の方法論を適用することで、理論に裏打ちされた様々な応用技術の開発が期待できます。
田中 章 教授 Akira Tanaka博士（工学） -
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合成高分子ゲルを用いた癌幹細胞標的
プレシジョンメディシンの確立ハイドロゲルによる癌幹細胞への初期化方法の開発
癌の根治には癌幹細胞の根絶が重要です。本法では、北大オリジナルバイオマテリアル（合成高分子ハイドロゲル）を用いて癌幹細胞へのリプログラミング（初期化）を迅速且つ効率的に誘導、癌幹細胞の性状や再発時の治療反応性を予測することを可能としました。
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ハイドロゲルによる癌幹細胞誘導。ハイドロゲル（A）上での脳腫瘍細胞のスフィア形成（B）と癌幹細胞マーカーSox2の発現誘導（C）。
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北大オリジナル開発のハイドロゲルを用いたがん幹細胞診断モデル。ハイドロゲル上でがん幹細胞を誘導し、その性質を解析することで、個々のがん患者さんに適切な治療薬を決定できると期待されます。
研究の内容
がんの根治には治療抵抗性を示すがん幹細胞の根絶が必須ですが、その数は少なく、従来法では癌幹細胞の分離や性状解析は困難でありました。本研究は、北大オリジナル開発合成高分子ハイドロゲル（Science 344, 161-162, 2014）を用いて、迅速・簡便・低コスト・効率的に癌幹細胞のリプログラミング （初期化）を誘導、癌幹細胞の性状解析や治療反応性の評価、再発時の癌細胞の性状予測を可能にしました。本技術を用いることによって、癌幹細胞を標的とした薬剤スクリーニングを実施でき、将来的に発生の可能性がある再発腫瘍の性質を予測し、予防的治療薬を投与することで、癌患者に適確な癌幹細胞標的プレシジョンメディシン（予防先制医療）を提供できるようになることが期待されます。
田中 伸哉 教授 Shinya Tanaka医学博士 -
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リポソーマル生物発光イムノアッセイ
ルシフェラーゼを内封したリポソームの作成と
イムノアッセイの超高感度標識体としての応用生物発光反応の触媒である酵素ルシフェラーゼを脂質二分子膜小胞のリポソームに封入し、イムノアッセイの超高感度標識体として応用した。モデル物質として炎症マーカーであるC反応性タンパク質のイムノアッセイを行ったところ、その定量が可能あった。
研究の内容
臨床検査や環境分析において必須の技術であるイムノアッセイでは、分析対象物質の多様化や微量化に伴い、簡便、高感度、ハイスループットなど高性能化が求められている。我々は、生物発光酵素Lucを、リポソームと呼ばれる脂質二分子膜小胞に多数内封させ、これをイムノアッセイの標識体として利用する超高感度なイムノアッセイ系の構築を目指している。リポソームに内封することで多数のLucを安定な状態で抗体に標識することが可能になる。しかし、リポソーム内部に酵素を内封する方法は既に知られているものの、Lucについてはこれまで検討された例がない。本研究では、熱安定化組換えLucをリポソーム内へ封入し、封入量や安定性を評価した。さらにLuc内封リポソームを標識体として用いるC反応性タンパク質のイムノアッセイ系を構築した。
谷 博文 准教授 Hirofumi Tani博士（工学） -
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耐氷点下起動性に優れた固体高分子形燃料電池の開発
電池内マイクロナノ凍結現象の解明
普通では観察することのできない燃料電池内の反応層近傍凍結現象を、超低温型電子顕微鏡を用いて可視化しています。さらに電気化学測定を組み合わせ、寒冷地利用で問題となる生成水凍結現象の解明と耐氷点下起動性に優れた電池の開発を行っています。
研究の内容
高効率でクリーンなエネルギー変換機器である固体高分子形燃料電池において、反応による生成水は下の左図のように数十nmの径の触媒層空隙を通り、数μm径の空隙を有する多孔膜であるマイクロポーラスレイヤー（MPL）を介して、ガス拡散層・ガス供給チャネルへと排出される。寒冷地での氷点下環境起動では、生成水が凍結し、発電停止、劣化を引き起こす問題が生じるが、現象がマイクロナノスケールであるため計測が難しく、現象解明は未だ不十分の状況である。本研究では、水がどの部位で凍結し、どのような機構で性能停止および経年劣化に繋がるかを微視的観察、電気化学測定、触媒層モデル解析により解明し、耐起動性の向上や長寿命化を達成することを目指している。下の中図は触媒層が氷で埋められている様子、右図は解析でモデル化している触媒層の構造模式図である
田部 豊 教授 Yutaka Tabe博士（工学） -
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組織の内部コミュニケーションに関する研究
リスクと戦略系におけるコミュニケーション
経営組織の内部で形成されるリスクコミュニケーションに関心があります。「リスク」は「純粋リスク」と「動態的リスク」に大別されますが、これらの要素がどのように組織内でコミュニケーションを形成し、個人や集団の行動を規定するのかを検討しています。
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図 ウクライナ・キエフ市内での抗議デモ（2014年1月, 筆者撮影）
EU経済圏へ加入することを望む人々がヤヌコーヴィチ大統領の判断（EU加盟を見送り）へ抗議するデモ。
研究の内容
私の研究目的は、まずは組織の内部で形成される固有のコミュニケーション現象を突き止めることにあります。「純粋リスク」では、特に製品事故における対内的／対外的な組織広報のあり方や、危険物取扱組織における対内的リスクコミュニケーションのあり方を模索しましたが、ここ暫くは、「動態的リスク」を重点的に扱ってきました。組織の中で創出／攪乱・拡散／構造化するコミュニケーションを観察し、そのひとつひとつに、組織にとっての、何らかの、「意味／価値のまとまり」を見つけることが、斬新な組織戦略を導くと考えており、研究の独自性や特徴はそこにあると考えております。この点について、最近は社会的組織（例：写真）がどのような意図を持って組織化されていくのかも検討しております。
辻本 篤 教授 Atsushi Tsujimoto社会学修士 -
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動画像リアルタイム処理技術
アルゴリズム開発とそのハードウェア実装
本研究室では、近年大容量(高解像度・高フレームレート)化が著しい動画像を対象として、画像平滑化(スムージング)や明るさ補正を中心とした、各種画像処理アルゴリズムならびにそのリアルタイム実装に関する研究開発を推進しています。
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（ａ）入力画像 （ｂ）推定照明光 （ｃ）明るさ補正結果
図1 Retinex理論に基づく動画像適応的明るさ補正 -
（ａ）入力画像（ｂ）画像平滑化結果（ｃ）実装で用いるFPGAボードの例
図2 コスト最適化に基づく画像平滑化
研究の内容
画像処理では一般に取り扱うデータ量が膨大であるため、ハードウェア/ソフトウェアを組み合わせたシステム全体としての最適化が必要不可欠です。本研究室では、画像処理のアリゴリズムおよびその実装に関する検討を相補的に行うことにより、画像処理システムの構成手法に関する研究を行っています。その成果の1つであるRetinex理論に基づく動画像リアルタイム適応的明るさ補正(図1)では、逆光などの照明変化が大きい状況下で撮影された映像の明るさを、適応的かつリアルタイムで補正することが可能です。また、コスト最適化に基づく高品位な画像平滑化(スムージング) (図2)に関する研究も進めており、これは写真のイラスト化といった画像加工処理や、各種画像処理の前処理、明るさ補正、細部強調などへの応用が期待されます。
筒井 弘 准教授 Hiroshi Tsutsui博士（情報学） -
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銀系化合物を用いる水素の活性化と接触合成反応
高活性水素イオンの生成触媒の開発とCO2メタネーション反応への利用
Gin De Ride（銀-Derived Hydride, GDR）は、当研究室が発見した銀系化合物から生成する高活性水素イオンで、一部を低温燃焼させることで熱を供給し、余剰GDRは例えばCH4合成に利用することで、反応が効率化できる。
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図1 GDR*生成触媒のイメージ図
*GDR, Gin De Ride（銀-Derived Hydride） -
図2 GDR生成触媒を混合したニッケルアルミナ触媒の二酸化炭素メタネーション活性の例（上は反応器出口ガス濃度、下は熱電対温度）
研究の内容
水素の自然発火温度は525℃前後と高く、低温で燃焼させるためには、高活性水素を製造可能な触媒の利用が不可欠である。これまでパラジウムや白金系触媒が用いられているが、供給面や価格面などの不安を抱えている。
当研究室では、従来の触媒に比べ供給面や価格面で有利な触媒の研究に取り組み、その結果、高活性な水素イオンを生成可能な銀系化合物を発見した。本触媒は、水素を供給すると高い活性を持つ水素イオン“Gin De Ride（銀-Derived Hydride, GDR）”を与えるため、まず低温で水素と酸素を同時供給することにより生成GDRを燃焼させ、次いで発生熱と余剰GDRを利用すれば各種合成反応を効率的に行うことが出来る。
現在、CO2メタネーション用の触媒との複合化により、低温で反応が進行することを見出している。坪内 直人 准教授 Naoto Tsubouchi博士（工学） -
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リンの高効率かつ高選択的な分離回収技術
リン鉱石の輸入依存脱却が可能な二次リン資源からのリンの分離回収
「炭素化（もしくは炭素添加）」と「塩素化」を共通工程とした二次リン資源（製鋼スラグ、鶏糞、下水処理後のHAP・MAP、下水汚泥、下水汚泥焼却灰など）中のリンの非常にシンプルな高効率・高選択的分離回収技術を開発した。
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図１ 製鋼スラグでの再資源化の例
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図２ 下水汚泥焼却灰での再資源化の例
研究の内容
リンは生命体の必須元素で、さらに、化学肥料や工業製品などの原料として広く使われているが、近年、リン鉱石の低品位化と枯渇が現実味を帯び始め、資源の確保が焦眉の課題となっている。一方、日本のリンのマテリアルフローに従うと、輸入リン鉱石の3.4倍、全持込リン量の半分以上が鉄鋼スラグ、家畜糞、下水汚泥中に移行する。そのため、これらの二次リン資源の再資源化技術の開発は重要である。そこで当研究室では、鶏糞や下水汚泥の炭化物の塩素処理によりリン回収を阻害する鉄を分離し、次いで、元々存在する炭素による還元反応でリンのみを選択的に回収する非常にシンプルな再資源化プロセスを開発した。本技術は炭素添加した製鋼スラグ、HAP・MAP、下水汚泥焼却灰などにも適用できるため、我が国のリン資源対応力強化に繋がると期待できる。
坪内 直人 准教授 Naoto Tsubouchi博士（工学） -
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農水産業のDXを支える中心温度測定用食肉模擬装置
実肉を使用しない食肉中心温度測定用デバイス
食用動物の食肉を対象に、その中心温度を把握するための温度測定装置を開発した。本装置のプローブ周囲には、魚・牛・豚・鶏等の食用動物の食肉を模擬した比熱及び形状を有する材料を配置しており、実際の食肉に近い中心温度変化をリアルタイムで取得できる。
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図1 開発中の中心温度測定用食肉模擬装置の構成図
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図2 開発中の中心温度測定用食肉模擬装置と鮮度評価システムの関係
研究の内容
一般的に食肉の貯蔵温度管理は、食材が貯蔵されている貯蔵庫内の温度を計測し、温度管理を行っている。しかし、食肉を高鮮度状態に保つためには、その中心温度を計測し温度管理をすることが重要であるが、現状のサーモグラフィーカメラや温度センサーでは、その表面温度しか測定ができない。
そこで、当研究室では、食用動物の食肉を模擬した比熱及び形状を有するプローブを作製することにより、食肉の中心温度変化を模擬できる装置を開発した。これにより、食肉を傷つけることなく、測定したい食肉の中心温度を取得することが可能となり、その温度変化を基に、理想的な温度管理が可能となる。また、食用動物の鮮度と食べ頃の可視化装置『MIRASAL（見らさる）』と本模擬装置を連携することで、実際の食肉を使用することなく、鮮度評価を行うことが可能となる。坪内 直人 准教授 Naoto Tsubouchi博士（工学） -
