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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
9. 産業と技術革新の基盤をつくろう：131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-
植物の繊維構造・特異な形態が生み出す構造・材料力学的機能評価とプラントミメティック構造材の創製
「植物の智恵」から学ぶ新しいデザインとものづくり
竹を始めとする維管束植物や、様々な植物の構造形態の力学的合理性をサイエンスの視点で実証するとともに、その構造形態を模倣することにより、既存の材料性能を凌駕する新しい構造材のデザインを目指しています。
研究の内容
◆構造・材料力学理論と有限要素解析により、理論的なアプローチで植物の形態を捉えます。
◆例えば、以下の写真に示す竹は節と断面内維管束分布が特徴的ですが、これらには自身の体を最小材料で効率的に支える秘密があることが本研究室の研究で明らかとされています。このことは、繊維量を減らし機能を高めるCFRP材料の設計に応用できる「竹が教えてくれる智恵」であるといえます。※本研究により、文部科学省より「科学技術への顕著な貢献2019（ナイスステップな研究者）」に選定されています。
◆さらに、断面形状が非円形の植物など、特徴的な形状には力学的な利点が潜んでいます。
このような進化の過程で植物が生存戦略の一環として獲得してきた形状の合理性を暴き、付加価値を有するものづくりに生かすデザイン研究を行っています。佐藤 太裕 教授 Satou Motohiro -
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H2Oの相変化制御と応用
水を制御して、生命を制御する
トレハロースなどの二糖類を使った細胞の凍結保存実験を行い、氷晶形成の制御という観点からそのメカニズムを解明し、より多くの細胞の凍結保存技術の開発に資する。
研究の内容
凍結過程を上手に制御すると、細胞を生きたまま凍結することができる。つまり、「生命の時を止める」ことができるのだ。この「凍結保存」技術は、すでに畜産業や水産業で導入されているが、そのメカニズムは科学的に解明できているわけではなく、需要は高いが凍結保存できない細胞種は数多く存在する。私たちはこの「細胞の凍結保存メカニズム」を、その主要成分である水の相変化を制御するという視点から解明を試みている。
内田 努 准教授 Uchida Tsutomu -
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食品付加価値を高める超音波ドップラー検査技術
医療用の超音波エコーや超音波ドップラーによる画像診断機器を身近な対象物に使えるようにポータブル化しました。スーツケース１個で持ち運び、現場ですぐに使えます。農作物の非破壊診断、連続食品加工におけるライン上での品質管理を可能にします。
研究の内容
・農学部と工学部の共同開発で、トマト、キウイなどの果物や野菜の表皮硬度・内部熟度を３秒で可視化する方法を完成させました。
・カレー、ゼリー、ヨーグルト、チョコレートなど環境や温度で変化する様々な食品の粘度を、円筒に入れて回すだけですぐに計測できる技術を作りました。
・大きめの固体粒子が分散するゼリー状の粘弾性液体がせん断を受けるときの粘性応力と弾性応力を計測、複雑レオロジー混相流体にも適用可能に。
・市販のトルク式レオメータでは計測できない変形履歴応力をもつ物質（メモリー効果物質、チクソトロピ物質）の内部流動の特異性を抽出することに成功。村井 祐一 教授 Murai Yuichi工学研究院 機械・宇宙航空工学部門 熱流体システム -
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プラズマ処理によるカビ様臭原因物質トリクロロアニソール除去技術の開発
カビ様臭原因物質をプラズマで効果的に除去可能
低圧アルゴン(以下Ar)プラズマおよび大気プラズマを用いて天然コルク中のカビ様臭の原因物質であるトリクロロアニソール(以下TCA)の除去を試みた。前者では最大40分の1程度まで効果的に減少させられることが分かった。
研究の内容
I. 低圧Arプラズマ照射による天然コルク中TCAの除去
・天然コルクにTCAを含侵させた試料(Control)に低圧Arプラズマを放電圧力などを変化させ照射
・Control試料の最大40分の1程度まで減少(特に低放電圧力で効果的)
II. 大気プラズマ照射による天然コルク中TCAの除去
・TCA含侵天然コルク試料(Control)に大気プラズマを放電電圧などを変化させ照射
・条件によっては3分の2程度まで除去山内 有二 准教授 Yamauchi Yuji -
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超音波流速分布計測による新しいレオメータ
様々な分野にブレークスルーをもたらす流動物性の新たな基盤計測技術
超音波流速分布計測と運動方程式の逆解析を用いた新しいレオメータです。食品など混相体の流動物性を瞬時に評価可能です。検査において従来法の死角を補うだけでは無く、生産ラインの状態・品質管理まで応用可能な技術です。
研究の内容
液体に与えられた変形は、粘性や粘弾性など、局所の運動物性を反映して伝播します。新たに開発したレオメータでは、理想的な状態で与えられた変形を、超音波による速度分布計測から求め、それを液体の運動を記述する方程式で逆解析することで、瞬時・局所の物性を評価します。対象の液体が固体や他の液体、気体の分散相を含む場合にも適用可能であり、また瞬時の粘度曲線を計測可能であることから、化学反応や温度による状態変化などによる物性の経時変化を計測できます。円管内流れへの応用では、管内を流れる液体の流動物性を、試料を取り出すこと無くインラインかつ非侵襲でリアルタイムに評価できます。
田坂裕司 教授 Yuji Tasaka博士（工学） -
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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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光干渉リソグラフィによる微細パターン創成
空間位相制御によるマスクレスでの自由微細パターン創成
光干渉リソグラフィに空間位相制御を導入して，マスクレスで自由パターンを転写創成する手法を開発。これまでに，従来の2ビーム干渉では実現困難であった2次元干渉パターンの生成に成功しており，現在パターン転写およびその精度向上に取り組んでいます。
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図１
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図２
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図３
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図４
研究の内容
半導体露光装置，超精密工作機械や精密計測機に用いられる超精密位置決め機構において位置検出センサとして用いられるリニアスケールでは，マイクロメートル級のピッチを有する回折スケール格子が位置検出の「目盛り」として用いられています。また近年，微細パターンを有する機能性表面に対する需要が様々な分野で高まっています。
本研究では，空間位相変調したレーザ光の重畳で自在生成する干渉縞の転写で，マスクレス自由パターン創成を狙っています。これまでに，従来の2ビーム干渉では原理的に創成が困難であった2次元干渉パターンの生成に成功しています。清水 裕樹 教授 Yuki Shimizu博士(工学) -
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超精密光学式角度センサ
0.001 arc-second超の高分解能を実現し，回折スケール格子ピッチ評価に援用
超精密位置決めステージなど，精密移動体の微小角度変位を検出する光学式角度センサを開発しています。レーザオートコリメーション法ベースの角度センサとして世界最高レベル(0.001 arc-second超)の分解能を達成しています。
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図１
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図２
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図３
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図４
研究の内容
半導体露光装置，超精密工作機械や精密計測機に用いられる超精密位置決め機構においては，ステージ移動中の微小回転運動誤差の影響が無視できません。
本研究では，これら精密移動体の微小角度変位を高い分解能で検出する，高精度光学式角度センサの開発に取り組んでいます。低ノイズ信号処理回路の開発および光学系の最適化設計により，レーザオートコリメーション法ベースの角度センサとして世界最高レベル(0.001 arc-second超)の分解能を，帯域1 kHzレベルで達成しています。また，この角度センサ技術をもとに，回折スケール格子全長に渡り，位置検出の「目盛り」の揺らぎをピコメートル級分解能で校正する手法を開発中です。位置決め技術の更なる高精度化を狙います。清水 裕樹 教授 Yuki Shimizu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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1粒子解析技術に基づいたセンサー
エクソソームのスペクトル計測によるがんの識別方法
・長さが5 μm以下の微粒子（例えばエクソソームなど）の1粒子解析方法、または、微粒子を利用したセンサーのためのスペクトルデータの生産方法を提供する
・微粒子を高感度にスペクトル計測できる基板および計測装置を提供する-
【計測基板】
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【がんの識別】
研究の内容
本研究では、長さが5μm以下の生体微粒子などの測定が可能となる特徴を持ち、エクソソームの他、微粒子状の小さな細菌やウイルスなどが測定対象となります。また微粒子を利用したセンサーのためのスペクトルデータの生産方法を提供することが可能となります。
例えばエクソソームを測定することで、がんの検出や識別などに活用することが期待されます。
エクソソームとは細胞から分泌される体液（尿、唾液、血液など）に存在している微粒子で、近年は疾患のバイオマーカーとして注目されています。エクソソームの特徴として以下の特徴があります。
・表面分子組成が親細胞に依存している
・正常細胞はがん細胞から出てきたエクソソームを取り込むことでがん化する
・表面のタンパク質などの違いで、どこの細胞に入るか（がんの転移先）が決まる龍崎 奏 准教授 Sou Ryuzaki -
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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） -
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鮮度保持用液状氷の質と量の同時最適化装置
食品の長期鮮度保持のための液状氷最適化装置
単純な熱容量計算で食品用液状氷〔スラリーアイス（塩分含有水氷）又は無塩分水氷〕の必要最小量や、保管用容器の総括伝熱係数（容器放熱量パラメータ）を用いスラリーアイス温度を決定する塩分濃度・水／氷混合比及び貯蔵可能時間を算出する装置を開発した。
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図 スラリーアイスの温度の実測値と計算値の比較(左上図:キビナゴ、左下図:ハタハタ)とスラリーアイス中の氷量の実測値と計算値の比較(右上図:キビナゴ、右下図:ハタハタ(計算値のみ))
研究の内容
これまで、水産動物の鮮度保持に有用なスラリーアイスの製造量は、貯蔵時間を考慮した計算法が無かったため、多くの場合、過剰な量が製造され使用されてきた。そこで当研究室では、先に記載したように、保管用容器の総括伝熱係数を用いて、その場で迅速に、スラリーアイスの質（塩分濃度や水／氷混合比）と量（貯蔵可能時間）を同時に最適化する装置を開発した。本法は、真水由来の塩分を含まない液状氷の製造にも適用可能なため、水産動物以外の食品（野菜・果物・畜産動物）にも利用でき、現在その発明内容の権利化などに取り組んでいる。
坪内 直人 准教授 Naoto Tsubouchi博士（工学） -
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食用動物の鮮度と食べ頃の可視化装置『MIRASAL（見らさる）』
安全・安心を実現する食用動物の鮮度と食べ頃の評価装置
我々は、産業技術総合研究所と共同で、致死後の食用動物（水産動物や畜産動物）の任意部位における分解成分の濃度の経時変化をシミュレーション法により求め、鮮度と食べ頃を評価するための可視化装置『MIRASAL』を開発した。
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図1 開発中の鮮度評価装置の入力画面と計算結果の例
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図2 開発中のMIRASALウェブサイト
研究の内容
魚介類の産地および消費地における卸売市場では、鮮度が取引価格を決定する1つの重要な基準となっており、その評価指標としてK値が提唱されている。しかし、その値は死後の水産動物の任意の部位をサンプリングし、種々の前処理後に成分分析を行い算出するため、流通現場でのリアルタイム評価（把握）は出来ない。当研究室では、妥当なシミュレーション法による課題解決を考え、上記したような手法を用い、魚介類の種類や大きさ、死後の経過時間や保存温度などの各種情報から、鮮度と食べ頃を評価できる装置を開発し、現在その発明内容の権利化や携帯性の向上（スマートフォン等での利用）などを進めている。本装置『MIRASAL』は、牛肉・鶏肉・豚肉といった畜産動物にも適用可能である。
坪内 直人 准教授 Naoto Tsubouchi博士（工学） -
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魚類の細胞を生殖細胞化させる研究
養殖魚の借腹生産や品種改良の効率化を目指して
動物の初期胚の細胞の多くは身体を構成する体細胞へ分化し、一部の細胞のみが精子と卵の起源となる生殖細胞へ分化します。当研究室では、魚類初期胚のほぼ全ての細胞を「生殖細胞化」できる技術を開発し、水産業への応用研究を進めています。
研究の内容
近年、マグロのように産業的な価値は高いが、飼育が難しい魚の配偶子（精子と卵）を、飼育が容易な魚に作らせる「借腹生産」技術の開発が進められています。効率的な借腹生産を実現する為には、ドナー魚種の生殖細胞を標識・選別・濃縮して、ホストとなる魚に移植する必要があります。しかし、生殖細胞は個体発生の初期にごく一部の細胞集団として出現するため、生殖細胞の選別には高度な技術が必要でした。
当研究室では、魚類初期胚の全ての細胞、もしくは、特定の細胞を「生殖細胞化」できる技術を開発しました。生殖細胞化した細胞は、選別なしにホストに移植できるため、効率的な借腹生産技術につながります。また、ゲノム編集や染色体操作技術を組み合わせることで、生殖細胞のみの遺伝的改変が可能となり、効率的に目的とする実験魚や品種の作出が可能となります。西村 俊哉 助教 Toshiya Nishimura理学博士 -
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高速ロボティクス
"高速性"をキーワードとして，高速化に必要なアーキテクチャから，高速化に付随して生じる課題解決技術まで，理論・アルゴリズム・デバイス・システム・アプリケーションといった総合的な観点でロボット開発をおこなっています．
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視覚情報による姿勢安定化を利用した高速二足走行
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ハイブリッド軌道生成によるバッティング動作
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環境拘束を利用した片手ルービックキューブ操作
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接触探索に基づく高速ネジ回し
研究の内容
主に以下の３つのカテゴリーから構成される高速ロボティクスを研究しています．
I. スポーツスキル：従来のロボットが不得意としていたダイナミックな運動を実現する研究．特に，スポーツ時に観測されるような投打走捕に関する技能の創出を目指します．
II. 動的操り：多指ハンドを利用して特定作業の自動化・高速化を実現する研究．特に，組立から検査までを対象とした多種多様なタスク/工程の遂行を目指します．
III. 衝撃完全制御：高速接触時に生じる撃力を抑制して，高速性と柔軟性を両立する研究．特に，バックドライバビリティに着目した新たな衝撃緩和技術の確立を目指します．妹尾 拓 准教授 Taku SENOO博士（情報理工学） -
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生体骨を模倣した3Dプリント可能で力学的高機能な多孔質構造体
生体骨の持つ構造的な特徴と力学的な特性を基に、3Dプリント可能で力学的高機能な新しい多孔質構造体を開発。破壊の進展が抑制可能で、高い吸収エネルギ性が可能。等方的な力学特性も実現可能。樹脂や金属を用いて3Dプリンタにより製造可能。
研究の内容
規則的な構造の繰り返しを有する一般的な多孔質構造体には、内部構造に起因した特定方向の強度低下や一度破壊が生じると容易に破壊が進展するという力学的課題がある。本シーズでは、生体内環境に最適化された多孔質材料である生体骨（海綿骨）に着目し、海綿骨の構造的な特徴と力学的な特性に基づいて確率的に構築したネットワーク構造を骨格とする新しい多孔質構造体「海綿骨模倣構造」を開発した。樹脂や金属を用いて3Dプリンタにより製造可能であることを確認した。圧縮破壊試験の結果、特定方向の強度低下が抑制でき、初期破壊後の破壊進展が抑制され吸収エネルギが高いことを確認した。本シーズにより、設計自由度が高く力学的に高機能な多孔質構造が設計・製造できる。
山田 悟史 准教授 Satoshi Yamada博士（工学） -
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相変化せずに蓄熱する固体蓄熱材
結晶構造の変化により蓄熱する固体蓄熱材
トランス－1,4－ポリブタジエンは、固体の結晶構造の変化により蓄熱する特徴があり、この蓄熱材を用いた蓄熱器には、蓄熱材を入れる容器が不要になります。トランス－1,4－ポリブタジエンを用いた蓄熱器の宇宙実証に世界で初めて成功しました。
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蓄熱量の測定（DSC 曲線）
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表1 蓄熱温度と蓄熱量
研究の内容
超小型衛星の熱設計をしやすくすることを最終目標に、超小型衛星の熱制御に適した熱制御材として、結晶構造の変化により蓄熱する蓄熱材の開発を行っています。
多くの蓄熱材が固相-液相の相変化によって蓄熱しています。微小重力下での液相は、伝熱面との濡れ性が悪いと伝熱面に接触せず、熱伝達が著しく悪くなるという欠点があります。そこで、本研究では、固相-固相の結晶構造の変化により蓄熱するトランス-1,4-ポリブタジエンに注目しています。
開発された蓄熱器は、2014年6月20日に打ち上げられた超小型衛星HODOYOSHI4号機に搭載され、宇宙での性能実証試験が行われてきました。HODOYOSHI4号機のデータを解析したところ、蓄熱器が宇宙空間でも所定の温度で蓄熱・放熱していることが確認されました。戸谷 剛 教授 Tsuyoshi Totani博士（工学）工学研究院 機械・宇宙航空工学部門 宇宙航空システム -
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耐水性が高く透明な酸化グラフェン/抗菌・抗ウイルスコーティング
ナノカーボン材料の酸化グラフェンと，抗菌・抗ウイルス剤を複合化した，新しいコーティング法を開発しました。耐水性が高く，透明で基材の色に影響を与えないことから，水周り衛生に向けた新しいアプローチとして期待できます。
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酸化グラフェン抗菌・抗ウイルスコーティングの方法
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酸化グラフェン（GO）と抗菌・抗ウイルス剤（界面活性剤：CSAA）複合膜の耐水性と抗菌特性のメカニズム
研究の内容
微生物は水の存在する湿潤環境を好むことから，手洗い設備等の抗菌・抗ウイルス性が強く求められています。しかし，これまで水周り環境に，簡便かつ長期的に安定して抗菌・抗ウイルス効果を得ることは出来ませんでした。酸化グラフェンは，厚さ約1nmのシート構造を持つナノカーボン材料で，多数の酸素官能基を有することから様々な分子やポリマーと強く相互作用します。この性質を利用して，基材の表面に酸化グラフェン超薄膜を強固に付着させ，さらに抗菌・抗ウイルス剤を結合させる新しいコーティング技術を開発しました。酸化グラフェン膜は透明で基材の色味を損なうことも無く，基材との結合も強いことから水で洗っても脱落しません。また水中で1か月間保管した場合でも，酸化グラフェン膜は剥離脱落することなく基材の表面に残存していることを確認しました。
宮治 裕史 教授 Hirofumi Miyaji博士（歯学） -
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高温・空気中で安定した性能を示す実用的な熱電変換材料
再現性良く実用レベルの高性能を示す酸化物熱電材料
Ba1/3CoO2が、空気中・600℃においてZT ~0.55を示すことを発見しました。高温・空気中で再現性良く高性能を示す実用的な熱電変換材料がついに実現したと言えます。
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Ba1/3CoO2の結晶構造（左）と熱電変換性能指数ZTの温度依存性（右）
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層状コバルト酸化物AxCoO2（Ax = Na3/4、 Ca1/3、 Sr1/3、 Ba1/3）の熱安定性。（左）作製直後のAxCoO2薄膜の室温における電気抵抗率。Ba1/3CoO2の抵抗率は、約0.85 mΩ cm。（右）空気中・室温から650℃まで、50℃刻みで昇温し、各温度で30分間加熱した後、室温で計測したAxCoO2薄膜の電気抵抗率の加熱温度依存性。Ba1/3CoO2薄膜の室温における電気抵抗率は空気中・600℃加熱後も変化しなかった。
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層状コバルト酸化物AxCoO2（Ax = Na3/4、 Ca1/3、 Sr1/3、 Ba1/3）の空気中における熱電特性の温度依存性。Ba1/3CoO2薄膜の出力因子は温度上昇に対して増加し、600℃では約1.2 mW m−1K−2であった。一方、熱伝導率は温度上昇に対して減少し、600℃では約1.9 W m−1 K−1であった。その結果、性能指数ZTは温度上昇に対して増加し、600℃では約0.55に達した。
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Ba1/3CoO2薄膜の空気中、600℃における熱電能。（上）環境温度、（下）熱電能。Ba1/3CoO2薄膜の熱電能は、約2日間経過後においても130～140 μV K−1で安定している。
研究の内容
【背景】熱電変換は、廃熱を再資源化する技術として注目されています。いくつかの酸化物が実用材料PbTeの性能指数ZTを超える熱電材料になると提案されましたが、再現性がなく、実用化されることはありませんでした。当研究グループは、Ba1/3CoO2が室温においてZT ~0.11を示すことを発見しましたが、その高温特性は未解明のままでした。
【アプローチ】Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜を作製し、安定な加熱温度範囲を調べ、その温度範囲内における熱電特性を計測しました。
【結果】
・Ba1/3CoO2が空気中・600℃においてZT = 0.55を示すことを発見。
・実用化された非酸化物熱電変換材料の性能に匹敵する高いZT。
・高温・空気中で再現性良く安定した高性能を発揮。太田 裕道 教授 電子科学研究所 副所長 Hiromichi Ohta博士（工学） -
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生体成分の代謝と未病
生体成分の代謝を考慮した非感染性病態発症機構の解明：食品の機能性評価系としての応用
生体成分（胆汁酸やミネラルなど）の代謝解析を基盤として、各種疾患の発症機構解明と実験動物を用いた未病モデルの確立に関する研究を行っています。食を介する疾患発症予防の作用点解明を目指しています。
研究の内容
加齢と摂取ネルギー過多により肝臓で合成される胆汁酸の内訳は変動し、その状態での胆汁酸の組成・濃度は概ね特定されます。したがって、特定の胆汁酸を実験動物にごく少量与えることで、この状況での胆汁酸環境を模倣した状態を構築することができます。その結果、脂肪肝や関連病態が生じることを見つけました。また、亜鉛の軽度欠乏が潰瘍性大腸炎の未病モデルとなることを見出しました。これらのことは、食生活の偏り（過剰・不足）により継続的に生ずる軽微な代謝変化が感染性・非感染性疾患の発症に関与すること、食事成分の制御で当該状況を模倣した実験系自体が「未病」のモデルとなり得ることを示しています。現在、各種未病モデルの構築を行うとともに、それらの発症メカニズム解析を実施しています。さらに、これらの系を用いて食品の機能性評価を行なっています。
石塚 敏 教授 Satoshi Ishizuka博士（農学） -
