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1. 貧困をなくそう
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2. 飢餓をゼロに
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3. すべての人に健康と福祉を
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4. 質の高い教育をみんなに
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5. ジェンダー平等を実現しよう
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6. 安全な水とトイレを世界中に
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7. エネルギーをみんなに、そしてクリーンに
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8. 働きがいも経済成長も
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9. 産業と技術革新の基盤をつくろう
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10. 人や国の不平等をなくそう
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11. 住み続けられるまちづくりを
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12. つくる責任、つかう責任
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13. 気候変動に具体的な対策を
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14. 海の豊かさを守ろう
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15. 陸の豊かさも守ろう
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16. 平和と公正をすべての人に
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17. パートナーシップで目標を達成しよう
7. エネルギーをみんなに、そしてクリーンに：40件
- 1. 貧困をなくそう
- 2. 飢餓をゼロに
- 3. すべての人に健康と福祉を
- 4. 質の高い教育をみんなに
- 5. ジェンダー平等を実現しよう
- 6. 安全な水とトイレを世界中に
- 7. エネルギーをみんなに、そしてクリーンに
- 8. 働きがいも経済成長も
- 9. 産業と技術革新の基盤をつくろう
- 10. 人や国の不平等をなくそう
- 11. 住み続けられるまちづくりを
- 12. つくる責任、つかう責任
- 13. 気候変動に具体的な対策を
- 14. 海の豊かさを守ろう
- 15. 陸の豊かさも守ろう
- 16. 平和と公正をすべての人に
- 17. パートナーシップで目標を達成しよう
タイトル一覧
詳細ダイジェスト一覧-
耐高温材料の微細加工による赤外メタマテリアル
中～遠赤外線を操る材料・デバイスの開発
中～遠赤外線の波長以下のパターンを持つヒーターや回折格子を作るとこれら電磁波を制御するデバイスを作れることが期待されます。我々は金属炭化物や酸化物の薄膜・積層・微細構造の作製法の開発と素子特性を研究しています。
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耐熱材料合成用高周波加熱炉
(常用2700℃、短時間3000℃) -
耐熱材料の微細加工の例
研究の内容
電磁波の波長以下のスケールで微細加工された物質は電磁波の反射・透過を制御する働きがあります（メタマテリアルと呼ばれる）。3μｍ～1000μｍの波長をもつ中～遠赤外線は熱の輻射にかかわる電磁波であるとともに、分子振動を励起させることができるため、分子の検出に使うことができます。熱にかかわる材料なので、耐熱性を持たせることにより他では実現できない応用が可能になります。我々は金属炭化物や酸化物などの様々な物性を持つ耐熱性材料に対するプロセス技術を研究するとともに、これら材料の赤外域での基礎物性を測定し、メタマテリアル設計につなげます。中～遠赤外線に対するメタマテリアルの作製により、分子検出用の狭線幅の中赤外発光素子や、輻射熱を制御する材料の作製を目指しています。
島田 敏宏 教授 Toshihiro Shimada博士（理学） -
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電気化学応答性有機色素
エレクトロクロミズムから多重応答へ(蛍光、旋光性）
色調の制御が容易なカチオン性有機色素を基本として、蛍光、旋光性（円二色性）などの多重応答が可能な物質群を提供します。本技術では還元種の分解過程が抑制される工夫が施され、また酸化種と還元種を混合しても交換が起こらないという双安定性を持ちます。
研究の内容
エレクトロクロミズム系は、外部からの電位の変化に対応して色調が変化する化合物の総称です。発色・消色の可逆的な表示が可能な材料として、スマートウインドウなどの調光材料や電子ペーパーなどでの表示機能という観点からも注目されています。色調以外に、蛍光、旋光性（円二色性）なども変化する物質では、用途に応じたテーラーメードな応答が可能となります。
本技術では、色調の制御が容易なカチオン性有機色素を基本とした、多重応答が可能な物質群を提供します。カチオン性色素の還元種は一般に反応活性で、応答の繰返性は低くなりますが、本技術ではカチオン部位を2つ組み込むことで、還元種の分解過程が抑制されています。また、酸化種と還元種を混合しても交換が起こらないという双安定性は、高密度記録材料への応用を可能とするものです。鈴木 孝紀 教授 Takanori Suzuki理学博士 -
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含フッ素芳香族カルボン酸類の合成
二酸化炭素から電気を用いて有用カルボン酸を作る
有機電解法により、数個のフッ素原子を有する容易に入手可能な芳香族化合物と二酸化炭素から、新規含フッ素ビルディングブロックとして有望な種々の含フッ素芳香族カルボン酸を位置選択的に収率よく合成することに成功した。
研究の内容
有機化合物へのフッ素原子の導入は医農薬や機能性材料等の分野において非常に重要である。含フッ素有機化合物の合成法として、含フッ素ビルディングブロックを用いる方法があるが、ビルディングブロックとして用いることが可能な含フッ素有機化合物はまだまだ高価でかつ限られており、その開発研究のニーズは高い。今回本研究では、容易に入手可能な含フッ素芳香族化合物と二酸化炭素から有機電解法を用いて種々の官能基を有する含フッ素芳香族カルボン酸を収率よく合成することに成功した。今回合成した含フッ素芳香族カルボン酸類には従来法では合成が困難な新規化合物も種々含まれており、有望な新規含フッ素ビルディングブロックとして医農薬や高機能性物質合成に利用されることが期待できる。
仙北 久典 准教授 Hisanori Senboku博士（工学） -
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超撥水・超撥油アルミニウム
ウェットプロセスによる簡便な防汚表面の作製
アルミニウム板やメッシュを化学エッチング／陽極酸化することによりマイクロ／ナノ階層ポーラス構造を構築し，さらにフルオロアルキル単分子膜で表面をコーティングすることにより，油を始めとするほぼあらゆる液体に対して濡れない表面を得ることに成功した
研究の内容
水や油に濡れない超撥水・超撥油表面は，防汚性，セルフクリーニング性を示す表面として期待されている。本研究は，実用金属材料であるアルミニウムに対して，簡便なウェットプロセスの組み合わせにより，水のみならずオクタンなどの表面張力が20 mN m-1と低い液体をもはじく超撥油表面を実現した。アルミニウム箔への適用も可能であり，様々な場所に防汚表面として利用することもできる。
さらに，アルミニウムメッシュを用いてその濡れ性を制御することで，油と水を分離するフィルターとしても利用可能である。幅崎 浩樹 教授 Hiroki Habazaki理学博士 -
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太陽光をレーザー光へ変換する新しい結晶材料
高効率太陽光励起レーザーの実現を目指した
新規Cr，Nd共ドープ結晶開発したCr,Nd:CaYAlO4結晶は、可視域で幅広い吸収帯域を示すとともに、大きい吸収断面積を有する。クロムにより吸収されたエネルギーはネオジムに移動することから、太陽光エネルギーを高効率でレーザー光に変換できるものと期待される。
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図１ Cr,Nd:CaYAlO4単結晶
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図２ Cr,Nd:CaYAlO4の吸収スペクトル
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図３ Cr,Nd:CaYAlO4の蛍光スペクトル
研究の内容
クロム（Cr）とネオジム（Nd）を添加したCaYAlO4単結晶を、浮遊帯溶融法と呼ばれる手法を用いて作製した。作製条件を適切に制御することにより、良質な赤色透明の結晶が得られた（図1）。この結晶は、紫外領域から可視領域にわたる非常に幅広い吸収域をもち、太陽光のエネルギーが最大となる波長でも十分な吸収を示す（図2）。また、従来材料であるCr、Nd:YAGと比較すると70倍以上の大きい値を示すことが明らかとなった。このような特性は既存の材料にはない、今回開発した結晶に特有のものである。さらに、クロムの吸収帯での励起によりネオジムが発光することが、その蛍光特性から実証された（図3）ことから、太陽光エネルギーを高効率でレーザー光に変換できるものと期待される。
樋口 幹雄 特任准教授 Mikio Higuchi博士（工学） -
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ナトリウムアミドを用いた低温窒化法
アンモニアガスボンベを使用しない窒化物・酸窒化物合成
ナトリウムアミド融液を用いることで、高濃度・高活性な窒素源との反応を引き起こし、酸化物などを低温（３００℃以下）で窒化物・酸窒化物に変換する手法。毒ガスであるアンモニアガスボンベを準備することなく窒化物・酸窒化物を合成可能です。
研究の内容
３００℃以下の低温で酸化物を窒化する新規手法です。従来の窒化手法では、毒ガスであるアンモニアガスボンベやアンモニアガスの回収設備の設置等が必要であり、またアンモニアガスの使用率も低いためアンモニアを大量に使用します。本手法では、ナトリウムアミドをフラックスとして用いることで、毒性のあるアンモニアの使用量を最小限に抑えられ、低温で酸窒化物及び窒化物のナノ結晶が得られます。また、ナトリウムアミドは固体窒素源であり、アンモニア液体ボンベの設置が不要です。また、塩化物とナトリウムアミドを混合することで、瞬間的な昇温反応によって酸窒化物を合成する手法を発見しています。
三浦 章 准教授 Akira Miura博士（工学） -
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木材成分リグニンを電子デバイス材料へ
リグニンの成形と機能性材料への変換
リグニンはセルロースに次ぐ賦存量がありますが、燃焼してエネルギーに使うしか、現在は有効利用がありません。このリグニンを繊維やフィルムに成形して、これらを電気二重層キャパシタ（EDLC）の電極やセパレータとして利用する研究を進めています。
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リグニンのエレクトロスピニング繊維から調製した電極用活性炭素繊維
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リグニンを原料とする電極の積層化（高容量、高出力）
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セパレータとして利用するリグニンのポリエステルフィルム
（折り紙ができるほど柔軟）
研究の内容
EDLCは、Liイオン電池などの二次電池に代わる次世代蓄電池として注目されている電子デバイスであります。EDLCの中で、電極やセパレータと呼ばれる部材は、高分子物質から作られているので、この高分子を木質バイオマスの主要成分であるリグニンで代替するための研究を、我々は進めています。リグニンをエレクトロスピニングにより微細繊維に成形し、これを活性炭素繊維に変換することで、電極材料に要求される大きな表面積を達成しました。これにより、高いエネルギー密度とパワー密度を発現する電極の作製に至りました。また、リグニンを柔軟性に富むポリエステルフィルムに変換することで、従来のセパレータと同等の性能を発現する材料も調製できました。現在は、更なる高性能化に取り組んでいます。
浦木 康光 教授 Yasumitsu Uraki理学博士 -
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燃焼反応流体シミュレーションの新たな展開
詳細反応機構の適用を可能にする高効率解析手法の提案
数百化学種、数千化学反応オーダーから成る炭化水素系燃料のような大規模詳細反応機構を効率的に熱流体シミュレーションに組込む数値解析技術を提案しています。
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詳細反応機構／流体解析によるヒドラジン同軸噴流火炎解析例
研究の内容
これまでの熱流体（CFD）解析における化学反応現象は、計算負荷や解析技術の欠如から、数個の化学種や反応式から成る総括反応モデルや無限に速い反応を仮定することにより、簡素にモデル化されてきました。一方で、化学反応と流体現象の相互作用が重要となる場合、例えば、自動車エンジンにおける着火タイミングをはじめとした非定常現象予測や超希薄燃焼など極限的な条件では、簡素モデルの適用は困難となります。我々の研究グループでは、CFD解析における詳細反応機構適用の問題点を解決してきました。提案手法は、化学反応方程式の計算時間を大幅に短縮可能な時間積分法（ERENA）と類似化学種をまとめる化学種バンドル法から構成されます。条件に依りますが、従来から使用されてきた手法に対して、精度を維持しつつ、2桁から3桁の高速化を可能にしています。
寺島 洋史 准教授 Hiroshi Terashima博士（工学） -
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水蒸気・水混合噴霧による超低環境負荷洗浄法
『水蒸気＋水』の物理作用を利用した、
薬液を使用しない超精密安心洗浄法水と水蒸気を混合しノズルから高速噴霧する全く新しい水蒸気・水混相噴霧を用いた革新的洗浄法を開発しました。薬品を使用しない超低環境負荷であることに最大の特徴があり，半導体製造プロセス等の超精密洗浄で所定の性能を発揮することを確認しました。
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本洗浄法の概略図
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洗浄例：フォトレジスト剥離の様子
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(a)空気中 (b)飽和蒸気中
物理作用発生原理：アルコール液滴の衝突 -
(a)初期状態 (b)水蒸気・水噴霧 (c)空気・水噴霧
洗浄例：ドライエッチ後の残渣除去における噴霧条件の差
研究の内容
私達は、これまでの研究成果により、凝縮性気体中を液滴が固体表面に衝突する場合には、空気の場合とは異なり、「飛沫（スプラッシュ）が抑制され薄い液膜(ラメラ)が高速で固体表面を伸展する」現象を発見しており、高速ラメラにより強力な流体せん断力が発生すると考え「水蒸気と水の混合噴流を用いた低環境負荷洗浄」が可能であると考えました。
これまでの研究成果により、水と水蒸気だけを用いる事により、半導体、LED、 太陽電池などの製造プロセスで要求される超精密洗浄に対する所定の洗浄性能を、本洗浄法は発揮することを確認しました。また、本洗浄法は水と水蒸気のみを用いるために、人体に有害となる洗剤等の化学薬品を全く用いないため、人体および環境にとって安全である超低環境負荷特性を有しています。渡部 正夫 教授 Masao WatanabePhD -
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高効率半導体太陽電池
導波路と結合した、フォトン-とフォトキャリアが直交するマルチストライプ半導体よりなる新型太陽電池
光吸収とフォトキャリア収集の最適化を同時実現し、複数半導体ストライプにより全太陽スペクトルに亘って光電変換することで、温度上昇・素子劣化が抑制され、拡散光に強い高効率集光型太陽光発電システムをリディレクション光導波路との結合により実現する。
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図１. 変換効率ηのα、μ依存性の解明による変換効率向上のスキーム
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図２. 新しい光電変換素子の構造図（右下内挿図はその断面図、Wｋ[k=1-4]は各セルのストライプ幅）。左下内挿図は従来型太陽電池。
研究の内容
従来型太陽電池では、フォトキャリアの移動方向と光の進行方向が平行の為、キャリア収集と吸収光子数はトレードオフの関係にある。本研究では、キャリア移動方向と光進行方向の直交性により、光吸収最適化とキャリア収集効率最適化を両立できる。太陽光を順次高エネルギー成分から低エネルギー成分へとスペクトル全体に亘って光電変換するので、熱としての散逸を最小限に留め、高効率を得うる。光波進行方向変換膜付き導波路タイプの集光系により、拡散光に強い太陽光発電システムを実現できる。高エネルギーフォトンを、中間ギャップ、ナローギャップ半導体へ進入させないことでボンドの変性を未然に防ぎ、素子の長寿命化が期待できる。曇天時にも強く、熱力学的限界に迫る高変換効率と高信頼性をもつ、３拍子揃った究極の集光型太陽電池システムを実現できる。
石橋 晃 教授 Akira Ishibashi理学博士 -
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Gd₂Si₂O₇系高性能シンチレータの開発とその応用
放射線検出器用大発光量シンチレータの開発
シンチレータは放射線により発光する物質で医療診断装置、石油探査などで使用されます。Gd2Si2O7 (GPS)シンチレータは、高発光量、高エネルギー分解能、非潮解性等の優れた特長をもち、単結晶とセラミクスプレート・粉体が作れます。
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GPSの高温環境下での発光量温度依存性。GSO(従来品)を遙かに凌駕
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GPSプレートを用いた可搬型α線検出装置の試作機
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ラドン子孫核種:核燃料起因α線放出核種=50:1環境における核燃料起因α線放出核種の弁別例
研究の内容
Gd2Si2O7:Ce(GPS)単結晶シンチレータは、NaI:Tlの1.4倍程度の大発光量、高エネルギー分解能､非潮解性、自己放射能無しといった優れた特長を持ち、250℃以上の高温環境でも使用可能な事から、石油探査の大深度化への貢献が期待されます｡（株）オキサイドへの技術移転が完了し、SPECT等に応用していただける状態になりました。また5cm角GPS焼結体プレートの安定製造技術を確立しました。位置検出型光電子増倍管組み合わせることにより､福島第一原子力発電所事故で放出されたα線を放出する核燃料物質を高感度で検出可能になりました。試作装置では従来装置では考えられなかった核燃料起因α線放出核種:自然放射能(ラドン子孫核種) = 1: 200の環境下で核燃料起因α線放出核種の検出に成功しました｡
金子 純一 准教授 産学・地域協働推進機構副機構長 Junichi H. Kaneko博士（工学）・経営管理修士（専門職） -
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再生可能エネルギー発電の出力把握と出力変動対策
太陽光発電や風力発電の出力変動をリアルタイムに把握しその変動を抑制
負荷電力(A)と再生可能エネルギー発電出力(B)とが混ざった電力潮流情報から，(A)と(B)を抽出する手法を開発しました。また(B)は天候に依存して大きく変動しますが，蓄電池を使って変動を抑制する制御手法と蓄電池容量評価手法を開発しました。
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図1 PV出力推定の一例
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図2 蓄電池を用いた出力変動抑制
研究の内容
本研究室では，独立成分分析（ICA）と呼ばれる信号解析技術を応用し，配電線を流れる電力潮流情報に隠れている「再生可能エネルギー発電（RE電源）の出力」をリアルタイムに抽出する手法を開発しました。系統内のPV設置容量などの予備情報を使用することなく，高精度な出力推定が可能です（図1）。
また，蓄電池を用いてRE電源出力変動を補償するための制御手法も開発しています（図2）。また，個別のウインドファーム・メガソーラなどの出力変動抑制に必要な蓄電池容量を推計するシミュレーション技術も開発しました。北 裕幸 教授 Hiroyuki Kita博士（工学） -
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流れと伝熱の数値シミュレーション
界面活性剤による乱流抵抗低減流れのモデル化とシミュレーション
界面活性剤添加による乱流抵抗低減流れのモデル化とシミュレーションを行い，抵抗低減メカニズムを明らかにする．また，同時に伝熱解析を行って流動特性と伝熱特性を詳細に調べる．
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摩擦係数のレイノルズ数依存性
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壁近傍（流れに直交する断面)の速度ベクトル（色は圧力)要素を添加することによって乱れが減衰している様子が分かる
研究の内容
水に微量の長鎖状高分子あるいは棒状ミセルを形成する界面活性剤を添加すると，乱流域での抵抗が著しく低減することはToms効果として知られている．微小なダンベル状要素で高分子を模擬したモデルを構築し，本モデルを用いて二次元チャネル内乱流のDNS（直接数値シミュレーション）を行い，Toms効果を再現した．また，この離散要素が縦渦減衰による抵抗低減機構と壁面近傍の付加応力による抵抗増加機構の2つの機構を内在していることを示した．さらに要素に強い力が加わった場合に，要素が切断される効果を加えることにより，抵抗低減が特定のレイノルズ数範囲で生じるという特徴を再現することができた．
黒田 明慈 准教授 Akiyoshi Kuroda工学博士 -
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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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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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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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高温潜熱蓄熱マイクロカプセル
500˚C超の高温域で高密度蓄熱が可能な、コア（合金潜熱 蓄熱材）–シェル（Al2O3）型の潜熱蓄熱マイクロカプセル
固液相変化時の潜熱を利用する潜熱蓄熱法は高密度蓄熱可能な点で魅力的です。潜熱蓄熱材のマイクロカプセル化により蓄熱のみならず、熱輸送、熱制御用途への展開が可能となります。500 ºC超の高温域で利用可能な潜熱蓄熱マイクロカプセルを開発しました
研究の内容
500 ˚C超に融点を持つAl基合金を新たに潜熱蓄熱材として見出し、この合金のマイクロ粒子（約20μm～）へ化成/酸化処理を巧みに施すことで、コア（Al基合金）–シェル（Al2O3）型潜熱蓄熱マイクロカプセルの開発に成功しました（図1）。このマイクロカプセルは固体顕熱蓄熱材と比べて約5倍以上の高蓄熱容量を持ち、機械的特性に優れます。また、シェルがAl2O3であるため「セラミックス粒子」として扱えます。即ち、現行セラミックス顕熱蓄熱技術の利用形態を継承したまま性能をグレードアップできる画期的な蓄熱材料です。
能村 貴宏 准教授 Takahiro Nomura博士（工学） -
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核融合炉・高エネルギー炉用構造材料の開発
高熱伝導性を有する鉄系複合材料
鉄系構造材料中に高熱伝導性物質を適切に配置し、構造材料全体の熱伝導性を飛躍的に向上させる。エネルギー生産の高効率化及び放射性廃棄物の低減が見込まれ、これまで解がなかった核融合炉・高エネルギー炉ダイバータ用鉄系構造材料の開発に目途がつく。
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核融合実証炉(DEMO炉)と熱交換機器(ダイバータ)の概念図
研究の内容
核融合実証炉(DEMO炉)稼働中のプラズマに直面する熱交換機器の開発を念頭に、実際に使用が見込まれる鉄系材料の低熱伝導性に焦点を当て、成功の鍵を握ると考えられる熱伝導性の大幅な改善を目的とする。DEMO炉用ダイバータの冷却管付近で生ずる500℃の温度勾配はこれまでの工学機器において未経験の巨大熱負荷を与えるが、当該機器構造体全体の熱負荷を軽減できれば、これまで解がなかったDEMO炉用構造材料開発の最重要課題をクリアするだけでなく、高熱伝導性を有する鉄鋼複合材料として工学的にも大きな付加価値を持たせることになる。各種鉄系材料(純鉄，低放射化フェライト・マルテンサイト鋼，酸化物分散強化フェライト鋼)に高熱伝導性材料のCuおよびW細線を適切に配置し、ヒートシンクとしての役割をもたせながら構造材料としての強度も担保する
橋本 直幸 教授 Naoyuki Hashimoto博士（工学） -
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複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡と材料研究
マルチ量子ビーム科学と工学応用
北海道大学超高圧電子顕微鏡研究室では、複合量子ビーム照射による微細組織変化のその場観察が原子スケールで可能な世界初となる光・イオン・電子の複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡を開発しました。
研究の内容
【世界初の複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡：左図】2014年に複数のレーザーを利用できる光学系を増設し、イオンビーム、レーザー光、電子など複数の量子ビーム照射下で原子レベルでのその場観察が可能な複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡を開発。現在、その場分光システム開発中。
【紫外線照射によるナノ結晶成長：右図】紫外線を水中プラズマ処理をしたZnに照射することによってZnOナノ結晶を成長させることに成功しました。現在、その成長メカニズムや応用について研究を推進しています。Scientific Report, 5, 11429(2015), AIP Advances, 7(2017) pp. 035220,
その他参考文献：Nano Letters, 17(2017) pp. 2088-2093柴山 環樹 教授 Tamaki Shibayama博士（工学） -
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社会技術システムとしてのバイオマス利活用に関する研究
地域循環によるバイオエネルギー普及を目指して
循環計画システム研究室では、生ごみ、下水汚泥、家畜ふん尿、林地残材や稲わら等のバイオマスを地域内で利用し、地域分散型のバイオエネルギーを創り出すための、技術と社会の仕組み作り（社会技術システム）に関する研究をしています。
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左図の説明
＜バイオマス利活用システム構築で考慮すべき要素＞
健全なバイオマスの利活用システムを構築するためには、事業の目的を明確にした上で、(1)バイオマスを収集・運搬するインプット、(2)エネルギー利用や残渣の処理といったアウトプット、(3)インプットの性状に応じた変換技術の選択、(4)事業採算性（事業主体）、そして(5)地域特性のすべてを一体として考える必要があります。
研究の内容
本研究室では、バイオマス（生ごみ、下水汚泥、家畜ふん尿、林地残材、稲わらなど）から燃焼やメタン発酵によって回収されたエネルギーを、地域内に存在するエネルギー需要者（公共施設や介護・福祉施設、ビニールハウス等の農業施設、食品工場等）と結びつけることにより、環境と地域振興（経済）の両方に貢献できるシステム提案（実験やフィールド調査に基づく計画、モデリング、評価）を行っています。さらに、民間企業の協力を得て、寄附分野循環・エネルギー技術システム分野（古市徹客員教授、藤山淳史特任助教、http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/mces/）とも連携し、エコで安全なエネルギーに関する研究を行っています。
石井 一英 教授 Kazuei Ishii博士（工学） -
