東京大学産学連携プロポーザル

噴流と超音波により、細胞組織を破壊することなく生体試料である食材を超音波処理する装置の開発を進めている。本装置で28-40 kHzの超音波処理を数分間から１０分間実施することにより、レタス、キャベツ、白菜、水菜、小松菜、ホウレンソウなどの葉物野菜を傷めることなく洗浄し、表面に付着する土埃、泥汚れ、農薬類、添加物を除去することが可能である。ブドウ、イチゴ、リンゴ、レモン等の果物、モヤシ、トマト等をその品質を落とすことなく超音波洗浄することが可能である。また、豚肉、鶏肉等の肉類を超音波処理し、組織を破壊することなく表層の過酸化脂質を選択的に除去して臭みを除去して食味を改善することが可能である。魚体丸ごと、アジの開き、塩サバの切り身、サンマの開き、冷凍魚の切り身、冷凍ホタテ身等を処理し、古くなった魚に特有の臭みや冷凍焼け臭を除去して食味を改善することが可能である。アサリ、シジミ等を超音波洗浄して殻表面の泥汚れと臭みを除去することが可能である。さらに、超音波処理した野菜のシャキシャキした食感が復活し、鮮度が回復することを見出しており、超音波処理が細胞に与える生体影響の解明を進めている。

マンガ、テレビ、ゲーム、インターネット等々、新しいメディアが出るたびに、俗悪文化として子どもから遠ざけようとするか、教育的に活用しようとするかという双方の力学を大人たちは働かせ、両者のいわば綱引きの中でメディアは社会に受け入れられてきた。 しかし、大人のそうした綱引きを尻目に、あるいはその綱引きをかいくぐるように、子どもたちは新しいメディアを楽しみ、その中で生きてきた。たとえばゲームで育った子どもたちは、ゲームの世界を通して言語や文化、道徳を学び、ヴァーチャル世界とひとくくりにできないある種のリアリティをもって受け止め、それを生きていくうえでの糧にしている部分も大きい。学校で学んだこととは質が違い、時代を共有する感覚の一部にもなっている。また、マンガを買ってもらったり、テレビをみたりゲームをしたりすることを許してくれた（あるいは許されなかった）家庭環境や、それを楽しんだ交友関係といった周辺の文脈、思い出も含めて、子どもたちの財産になっている。 一方大人は、子ども時代の経験を振り返り、噛み砕きながら新たなメディア経験を日常生活、職業生活に組み込み続けている。 功罪を論じることも重要かもしれないが、そうした人間とメディアの関係をまっすぐにとらえ、メディア・文化産業が人間形成に果たす役割を検証しながら、今後のメディアの可能性を探ることは、私たちの生活、メディア・文化産業のありかた双方に大きな可能性をもつのではないだろうか。

瀬川研究室では、発電とともに蓄電も可能な太陽電池を開発した。これは、色素増感型太陽電池の内部に二次電池構造を組み込んだもので、酸化チタンナノ粒子と有機色素を組合せた発電電極、導電性高分子による蓄電電極、電流を取出すための対抗電極の３電極により構成されている。光が強いときには発電しながら余った電気を蓄え、光強度が弱くなったときには蓄えた電力を使用できるものである。既に、この原理に基づく電池を試作し、蓄電が可能であることを確認している。図１は光を当てたときの発電・ファンの回転状況であり、図２は光をとめたときの蓄電によるファンの回転状況である。図１、２の試作品ではガラス基板上に発電電極を構成したものを用いたが、フィルム基板を用いることにより小型軽量かつフレキシブルにすることが可能である。このメカニズムを利用して作成した蓄電機能内蔵太陽電池デザインパネル「アナベル」の写真を図3に示す。

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。  

独立栄養微生物は、二酸化炭素ガスから全ての菌体炭素構成成分を生合成できる。二酸化炭素ガス固定のためのエネルギーは、光または無機化学物質（水素、イオウ、鉄など）により供給されているが、ここでは無機化学物質をエネルギー源として生育する化学独立栄養微生物を対象とする。 この研究室では、水素をエネルギー源とする好熱性水素細菌を研究対象として、微生物の独立栄養的代謝に関する知見、知識を多く有している。そこで、独立栄養微生物を利用した二酸化炭素の有効利用、特に物質生産・物質変換を指向している企業と共に研究を進めることを通して、保有する知識等が有機的に活かされ、産業化に繋がることを希望している。

静電気力を駆動力として数ニュートンオーダの高い推力を発生する高出力静電モータの研究開発を行っている。

移動ロボットを遠隔操作する際、ロボットに搭載された複数のカメラの情報を効率的にオペレータに提示することが重要である。そこで当研究室では、ロボットに取り付けた複数台のカメラで映像に対してリアルタイム画像処理を施し、あたかもロボットを真上から見たような別視点映像を生成し、オペレータに提示する技術を開発した。

紫外発光ダイオード（UV-LED）を光源とする紫外線処理技術の研究開発に取り組んでいる。具体的には、紫外線による消毒（浄水、下水再生水など）の研究実績が多く、加えて、紫外線を利用した光化学分解（水中の溶存有機物など）の基礎研究も行っている。水以外にも、医薬系の流体を対象とする研究も実施している。 紫外線照射による微生物の不活化は、消毒技術として既に確立されており、有害な消毒副生成物を生じないこと、塩素消毒剤への耐性が極めて高い病原性原虫であるクリプトスポリジウムに極めて有効であること、既存施設に追加設置しやすいこと、維持管理が比較的容易であることなどの特徴を有している。紫外線による水処理技術の応用分野は、浄水処理、下水処理にとどまらず、食品、飲料、医薬品、化粧品などの各種製造業や、水産養殖業、水族館、温泉やスイミングプールなど、多様な分野で水の消毒に活用されている。 従来の浄水処理では、紫外線光源として水銀灯が用いられており、ランプ破損時の水銀漏洩リスクはゼロではない。一方、近年市場に登場したUV-LEDは超小型かつ無水銀の特徴を持ち、従来の水銀灯ではなしえなかった装置形状や用途が可能になると期待される。たとえば、水道システムが未成熟な途上国では家庭用の小型浄水器が急速に普及しつつあり、それらにUV-LEDを組み込むことで、飲み水の安全性を飛躍的に高められる可能性がある。また、先進国でも、過疎地や離島など大規模集約型のインフラ水道施設の維持が困難な地域において、地産地消で安定的に安全な水を得る分散型処理技術としての活用が望まれる。その他、従来のランプ形状に縛られない自由な発想で、使う場と用途を具体的に想定したUV-LED装置開発が期待されている。

この研究室では、密度汎関数法による第一原理計算(DFT)、分子動力学計算(MD)、擬連続体計算(QC)、フェーズフィールド法、有限要素法などのシミュレーションを用いて、ナノ・マイクロスケールの強度・物性問題の解明、ならびにマクロまでつながるマルチスケールシミュレーションに取り組んでいる。半導体・金属・酸化物・ポリマーの変形および破壊のシミュレーション、燃料電池電極材料の反応シミュレーション、金属-潤滑油系の潤滑シミュレーションなどを行っている。ナノ・マイクロスケールにおけるこうした現象の解明が実験では困難な場合でもシミュレーションで推定でき、また、実測とよく一致する結果が得られている。

当研究室では、光と炭酸ガスにより増殖する微細藻類の利用研究を進めている。特に微細緑藻Botryococcus braunii については長い研究歴があり、その新株の分離・培養に長けている。本藻種は乾燥重量の数十％に及ぶ大量の液状炭化水素を生産・蓄積するため、石油代替燃料源の１つとして期待されている。 当研究室では、その炭化水素生合成に関する研究を行っている。また、本藻種は炭化水素に加え、他には例を見ない構造を有するカロテノイド等、ユニークな脂溶性化合物を生産する。