東京大学産学連携プロポーザル

天然高分子であるキトサンにアクリル酸モノマーをUV照射下でグラフト重合して、生分解性を備えた吸水性ポリマーを得る技術を開発した。

「J. Phys. D: Appl. Phys. 54, 33LT01 (2021)」にて実現した、プラズマ援用インクジェット合成法による、単分散粒子合成プロセスの量産化技術に関心のある企業との連携を期待する。サブミクロン～数ミクロンオーダーにおける高いサイズ制御性とともに、多彩な単分散粒子合成が可能な合成法である。

物性科学の分野では電子のバンド構造のトポロジカルな性質（バンドトポロジー）が新たな物質相の発現に重要な役割を担っており、その新たな物質相を活用した様々な魅力的応用が議論されている。このバンドトポロジーの概念を、光や音波、弾性波に適用することで、光や音波の新たな制御技術や応用の可能性が拓かれる。 本研究室では、トポロジーの概念を活用した波動の制御をトポロジカル波動工学とよび、その物理の探求と応用の可能性を探索している。これまでに、フォトニック結晶のバンドトポロジーを制御することで急峻な曲げがあっても高効率に伝搬できる導波路やトポロジーの性質を用いた光および弾性波の共振器等を実現してきた。また、このトポロジーの概念は、音波や機械系、構造物の振動などにも応用が可能であり、音響学や構造体の振動制御などの分野でも広く活用できる可能性があり、その展開を模索している。

音速の異なる材料や構造の周期構造からなるフォノニック結晶や音響メタマテリアルを活用することで、音波や超音波の制御が可能であり、本研究室でも、フォノニック結晶共振器を用いた弾性波・超音波の制御などの研究を進めてきた。 音波や超音波は、身近な古典的波動であり、音響効果の制御や医療機器での利用など幅広く応用されており、フォノニック結晶や音響メタマテリアルの特徴をこれらの応用に適用して従来にない機能の実現や装置や設備の小型化が可能になると期待でき、関心を持っている。  

この研究室では、哲学の観点から、心に関連する諸問題を中心に、常識的な世界観と科学的な世界観の関係、社会と科学技術の関係について研究している。 その一環として、科学リテラシー向上にむけた社会連携活動も展開し、近著『100年の世界：SF映画から考えるテクノロジーと社会の未来』（化学同人、2018年）では、テクノロジーの進展がもたらす変化とそこで生じる諸問題についてわかりやすく論じている。本書の趣旨を以下に要約する。 テクノロジーの発展によって、我々の生活は日々変化している。100年前にはフィクションでしかなかったものが、いまでは日常の一部となっている。これから100年の間にテクノロジーはどのように進歩し、それによって我々の社会にはどのような変化が生じるだろうか。 テクノロジーの未来を予測することは困難だが、そこにはつぎのような意義がある。第１に、新しいテクノロジーは、我々の社会にこれまでない大きな変化をもたらすかも知れない。第２に、社会に生じる変化のなかには、実際に変化が生じてから対応するのでは手遅れなものがある。第３に、未来のテクノロジーについて考えることを通じて、現在のテクノロジーや現在の社会のあり方について、様々なことが明らかになる。 たとえばインターネットやスマートフォンなどの情報テクノロジーを例に考えてみよう。一方で、これらのテクノロジーは、手紙や電話といったこれまでの通信テクノロジーの延長にすぎないようにも見える。しかし他方で、新しい情報テクノロジーには、大規模なデータ分析を可能にすること、権力による監視を可能にすること、人間同士のコミュニケーションのあり方を変質させることなど、これまでの通信テクノロジーとは大きく異なる側面もある。これらの点を考慮すれば、新たな情報テクノロジーがわれわれの生活を単純によりよいものにしてくれるかどうかは、けっして明らかなことではない。人工知能やロボット、生命に関するテクノロジー、人間の能力を高めるテクノロジーなど、新たなテクノロジーの多くに関しても、事情は同じだろう。 テクノロジーの進歩は幸福をもたらすかという問いは、これからの社会のあり方を考えるうえできわめて重要な問いである。幸福とは何か、われわれにとって大切なものは何かという、より根本的で哲学的な問いに取り組むことは、この問いに答えるための重要な手がかりとなるだろう。

シーア派は、イランとイラクだけでなく、レバノン、アゼルバイジャン、湾岸諸国、アフガニスタン、パキスタン、インドなどにも広く分布しており、現在のイスラーム教徒の動向を理解する上で一つの重要なキーとなっている。また、少数派の代表格であるシーア派を知ることは、それと対峙してきた多数派スンナ派、ひいてはイスラーム教という宗教全体を理解することにもつながる。

この研究室では、機能性薄膜や界面の開発と分析技術の研究を進めている。これまでに、高速イオンを用いた軽元素（特に水素）のナノメートルレベルの３次元空間分布測定法を開発した。この手法をさらにリチウムなどの元素への展開をはかりつつある。また，レーザー分光を用いた水素の分光法も開発している。  

この研究室では完全非接触で粘弾性測定が可能なEMS（Electro Magnetically Spinning）粘度測定システムを開発した。密閉環境に置かれた試料の粘弾性を、外部からの遠隔操作で計測することが可能であり、この特徴を活かした医療・バイオ系をはじめ粘性計測を行っているすべての分野への応用展開を目指している。

　超臨界状態の水中では、有害物質の酸化分解反応が極めて高速に進行する。超臨界水酸化と呼ばれるこの反応は、新しい有害な化学物質の処理法として期待されており、その利用によって、各種有害廃液や有害廃棄物を排出された原点（オンサイト）で処理するためのコンパクトな処理装置の構築が可能となる。 　この研究室では、有害廃液の処理について二酸化マンガン等の固体触媒を併用すると、有害物質の分解がさらに高効率かつ完全に進行することを見出している。企業の共同研究を通じて、実験室から排出される有機系廃液のオンサイト処理装置を開発している。 　一方、医療廃棄物をはじめとする有害廃棄物は、その処理を厳重に行う必要性が高まってきている。現在主に行われている廃棄物の集約後に焼却する処理は、有害廃棄物の移動に伴う環境漏洩、不適切処理等のリスクを抱えており、その解決には排出された場所（オンサイト）で処理するシステムの活用が有効である。 　この研究室では、超臨界水酸化反応を利用することで、感染性物質の付着が懸念される注射器などの医療系廃棄物を使用後そのままの状態で完全酸化分解し、原形を残さずにオンサイト処理を行う処理システムの開発を行っている。この”魔法のゴミ箱”とも呼べる処理システムは、超臨界状態の水中では有機物質の酸化分解反応が400～500℃程度の比較的低温で、またコンパクトな装置で行えるために可能となるものである。 　この技術は医療系廃棄物だけでなく、管理や移動にリスクを伴う様々な有害廃棄物に適用可能と考えており、近年ではふぐ含毒部位の処理に利用可能であることを報告している。

殆どのバルク金属加工（圧延、鍛造、押出し）は圧縮型の加工である。この過程で、塑性変形をおこすための降伏応力は加工設計の最も重要な指標の一つである。しかし、圧縮試験による金属材料の降伏応力・流動応力の測定は、摩擦の介在による不均一な変形、さらに高温域では温度分布などの外乱があるため殆ど行われておらず、工程設計で利用できるデータは極めて少ない。 この研究室では、逆に圧縮試験による不均一変形、温度分布を含む測定データから、単軸降伏応力・流動応力を解析・同定する手法を開発した。この手法と研究室が所有する2台の高速圧縮試験機（500mm/s－8パス、3500mm/s－3パス）を利用した降伏応力測定・流動応力測定及び加工工程の設計について、企業・団体との共同研究を行う用意がある。