東京大学産学連携プロポーザル

本研究室では、将来の電子デバイス、光デバイス、磁気（スピン）デバイス、それらのハイブリッド素子への応用を視野に入れて、新しい電子材料とデバイスの 基礎研究を行っている。具体的には、(1) 半導体、金属、半金属、強磁性体など様々な物質を（縦横無尽に）用いて、量子力学的効果が現れるナノメータ・スケールの超薄膜や人工格子・量子ヘテロ構造 のエピタキシャル成長を行い、自然界に存在しない新しい物質を原子レベルで設計し作製すること、(2) 作製した新物質群のマテリアルサイエンスと物性物理を研究し、デバイスを試作して将来のエレクトロニクス応用への指針を示すことをめざしている。特に、電子のスピンやその秩序（磁性）が顕著に現れる新しい物質群の創成とそれらの半導体エレクトロニクスへの応用：「スピントロニクス（スピントロニクス）」の開拓研究に力を入れている。 研究成果の応用・実用化に関心のある企業・団体との連携を希望する。

当研究室では，製造業における諸問題解決のために、加工現象のメカニズム解明、機械加工の高効率化、生産システムのスマート化などのテーマに取り組んでいる。 以前から研究していた、微細構造物を顕微鏡下で扱う技術をベースに、微細な対象物を観察しながら所望の操作を加えることで、マイクロスケールの現象を解明し、問題解決手法やマイクロスケール特有の現象を利用した新デバイスを提案する。 また、製造業において広く需要のある機械加工を中心に、高効率・高付加価値の加工技術を目指して、加工面の疲労寿命を向上させる切削加工技術、固定砥粒工具の超寿命化などの研究に取り組んでいる。 さらに、生産システムのスマート化のために、熟練作業の分析と自動化や、生産プロセスデータを活用した不良レス化・検査レス化の研究を行っている。 近年は、航空機製造技術の高度化をテーマとしたコンソーシアムにも参画し、上記の機械加工技術や熟練作業の自動化技術を推進している。 これらの技術の実装に関心のある企業との連携を希望する。また、企業からのニーズ提案も歓迎する。

当研究室は、有機化学・高分子化学をベースに、生命科学や物質科学の課題に挑戦する研究室である。有機分子や高分子をマイクロメーターサイズまで集合化し、その分子の化学反応や動きをトリガーとして分子集合体のダイナミクスを誘導することで、階層化した時間発展システムや、階層化した機能をもつ物質をつくりあげることに力を注いでいる。 研究から生まれたソフトマイクロリアクターや分析用デバイスなどの応用・実装にむけた連携が可能である。

触媒技術に基づくエネルギー資源の創成を目指し、以下のような研究に取り組んでいる。 １．新しいエネルギー資源の創成と社会システムの構築 　現代の人類は、地球規模でのエネルギー問題に直面している。在来型化石燃料や地下資源等のエネルギーに主に依存している現状から脱却する方法の一つとして、人工光合成に代表されるような新しいエネルギー”資源”の創成が模索されている (エネルギー資源のパラダイムシフト)。現実的な方法の一つは、太陽光、風力、潮力、地熱発電等の再生可能エネルギーを利用することだが、この再生可能エネルギーを効率的に利用するためには、そのエネルギーを物質エネルギーへと変換し、社会で広く利用可能な新しいエネルギー”資源”を創成する必要がある。当研究室では、この新しいエネルギー”資源”の創成とそれを利用した革新的な社会システムの構築に挑戦している。 ２．アンモニアを資源に変える触媒技術の開発 　アンモニアは大気中の窒素から合成でき、水と窒素のみを排出する新しいエネルギー資源として期待されている。アンモニアをエネルギー資源として利用する「アンモニア社会」の実現に必要な次世代型窒素固定触媒の開発を行っている。分子触媒である窒素錯体をデザインし、常温常圧の温和な条件下で進行する触媒的なアンモニア合成反応の開発に取り組んでいる。 ３．資源・エネルギーの観点からの触媒反応開発 　身の周りにあるプラスチックや医薬品等の化成品等は、触媒を用いた化学反応の積み重ねで合成されている。より効率的な合成法の開発は資源、エネルギーの観点から重要であり、我々は触媒技術を用いることで、未来を担う化学反応の開発に取り組んでいる。 研究成果の応用・実用化に関心のある企業との連携を希望する。

表面科学・真空科学の研究を行っている。 表面や界面は，しばしばバルク物質にはない特異な性質を持ち、これは、3次元物質であるバルクに比べて、次元性や対称性が低下し、異なる電子的性質を持つことに起因している。界面（超）伝導や表面磁性、触媒効果がその典型的な例である。中でも，クリーンなエネルギー媒体である水素の生成や貯蔵、さらにセンシングにおいて、固体表面は重要な役割を果たす。当研究室では，金属破断面の3D水素分布、メスバウアー分光、水素の回転分光などを中心として研究を行っている。 研究成果の応用に関心のある企業との共同研究を希望する。

当研究室では、様々な酵素（タンパク質）に対して個々の立体構造を解き明かしながら、その機能や働きの成り立ちを探る研究を進めている。現在の研究対象は、ビフィズス菌が腸内で各種のオリゴ糖・糖鎖を分解する酵素、様々な刺激や分子の入り口となる受容体や輸送体タンパク質、バイオ燃料の生産に用いられるバイオマス分解酵素などである。これらの酵素やタンパク質には、基礎の枠を超えて実用面でも関心の高いもの、あるいは未だ解析されずにいるタンパク質が多く含まれており、改変をほどこすことにより有用物質の生産に用いられるものもある。 産業上有用な控訴の応用技術開発に関心のある企業との連携を希望する。

当研究室では1000テスラ超強磁場における物質科学を推進している。磁場は電子の運動を制限し電子状態は量子化されるが、1000テスラでのスピンゼーマン分裂は1350ケルビンの温度に相当するため、化学結合や化学反応にも影響を与えると期待される。また有効質量近似が適当でなくなるため、特に多体効果が顕著な場合の電子の振る舞いは自明でなく興味深い。このような研究に関心のある企業との連携や施設共用などが可能である。

当研究室では、鉱物資源経済学を通し、より広い視点からの｢持続可能な資源利用･開発」のあり方を研究しており、以下のような研究テーマに取り組んでいる。・持続可能な資源利用のための社会システム：鉱物資源が社会の持続可能性を阻害しないための社会システム全体のデザインと、その評価指標に関する研究・鉱業(Mining)と環境：鉱山開発の環境影響の定量的評価と鉱業の社会受容性に関する研究・消費者行動とリサイクル制度：消費者行動の調査･分析・シミュレーションなどを通した、リサイクル促進のための社会システム設計に関する研究このような研究に関心のある企業・公的機関等との連携が可能である。

この研究室では、電気エネルギーを有効に利用するためのエネルギー貯蔵・変換材料の研究開発や、電気化学的操作による機能性材料合成プロセスの研究開発を進めている。具体的な研究テーマは以下の通りである。 多価イオンをキャリアに用いる次世代蓄電池用材料の研究 電気化学触媒の活性発現メカニズムの解明とエネルギー変換への応用 二酸化炭素の電気化学還元触媒の研究 電気化学的操作を用いた防食技術の研究 これらの研究成果の応用・実用化などに関心のある企業との共同研究、コンサルテーションが可能である。また、講演など普及活動・教育活動にも積極的に取り組みたい。

この研究室では、炭素繊維強化複合材料（CFRP）、鉄鋼材料、非鉄金属材料などの機械材料、これらの材料の塑性変形、ならびに塑性変形を利用した材料ミクロ組織の研究を行っている。 現在以下のような研究テーマに取り組んでおり、共同技術開発や応用研究に関心のある企業との連携が可能である。 　研究テーマ 　　・冷間圧延時の荷重・先進率モデルの高精度化 　　・高温高速圧縮試験と逆解析による金属材料ゲノムの解読 　　・マルチスケール塑性理論による異方性発展過程の解明 　　・マルチスケール塑性理論による異方性発展過程の解明