東京大学産学連携プロポーザル

現在主にコンクリート構造物の劣化に関する研究を行っている。コンクリートの中では絶えず化学反応が進んでおり、数年から数十年にわたって強度が増進し続けるが、一方で場合によっては膨張性物質が内部で生成され、コンクリートにひび割れが生じることもある。そこで既にある構造物がどれだけ設計時の性能を残しているのか、構造物をいつまで使うことができるのかという疑問に答えるために、劣化の未来予測を行うことが求められる。このような問題に対して、数値解析と実験・現地調査を用いて取り組んでいる。この研究グループでは、数ナノ～マイクロメートルスケールの分子や結晶/非結晶挙動をモデル化し、数メートルレベルまでスケールアップすることで、上記の膨張性のコンクリート劣化を含む様々な条件・環境の構造物挙動を取り扱うことの可能な数値解析システムを開発してきました。様々な実験を行って得られた最新の知見を随時モデル化して取り込むなどしながら、インフラ構造物の長寿命化・適切な維持管理のためのコンクリート構造物の挙動予測に取り組んでいる。このような研究に関心のある企業との連携を希望する。

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。

グリーントランスフォーメーションに向けて、環境発電や消費エネルギーの大きな高性能光電子デバイスにおける熱マネジメント、量子通信網の構築などに、高度な熱・フォノン制御技術が求められています。本研究室は、半導体ナノ構造による高度な熱・フォノン制御可能にする新しい物理の探求とその応用展開を行っています。環境熱発電を用いたエネルギー自立型センシングシステム開発を産学連携体制で推進しています。また、フォトンやフォノンなどの複数の量子をハイブリッドすることで革新的な機能を可能にする「量子融合エレクトロニクス」分野の研究に取り組んでいます。 環境熱発電や半導体などの熱に関する諸問題の解決に関する共同研究開発や、研究成果の応用に関心のある企業との連携を希望します。

当研究室は、電気工学の切り口から安心安全で豊かな低炭素社会を目指すことをその使命としている。この研究室では、四半世紀にわたり、電力システムを含むトータルエネルギーシステムと地球温暖化対策の研究、およびエネルギー政策に関わる多様な研究をおこなってきた。 現在は、エネルギーシステムのイノベーションを推進する新しい事業体（GPM；グリーンパワーモデレータ）の創成に関する研究、再生可能エネルギーの導入拡大を考慮した電源構成モデルの開発、限定合理性を考慮した新しいエネルギー経済モデルの構築等多様な研究を進めている。  

この研究室は、持続可能な社会構築へのシナリオ提示と、知の統合による新たなパラダイムの提言を目指して、社会戦略工学、エネルギー・資源経済学、リスクマネジメント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いる。 ブロックチェーンによる金融イノベーション 持続可能グローバルエネルギーシステム リスクマネジメントとエネルギー・資源経済 社会システムモデリング これらの研究の応用に関心のある企業との連携が可能である。

本研究室ではフロンティア加速器による素粒子の質量と時空の構造の研究先端加速器・計測器の開発を研究テーマとしており、現在以下のような研究を行っている。 　（1)世界最高エネルギーの衝突型加速器実験により質量と真空の構造の関係、超対称性の研究を行う。次世代の電子・陽電子「国際リニアコライダー計画」でのヒッグス粒子の自己結合、超対称性を研究することを目指して物理の研究、加速器、測定器の開発を進めている。 　(2)東海村で稼働を開始したJ-PARCにおいて世界最高強度での超低エネルギー中性子を用いた素粒子実験を開始。 　(3)新しい光量子検出器PPDの開発。 これらの研究成果の応用・実装に関心のある企業との連携が可能である。

本研究室では、航空宇宙分野などの構造力学を主として扱い、複合材料を使った構造の設計や製造に関する研究を行っている。先進軽量構造の研究と航空宇宙・自動車・エネルギー分野への応用について取り組んでおり、複合材料の成型・製造手法、強度・疲労シミュレーション、実験評価技術に係る技術開発を進めている。 共同技術開発や研究成果の応用に関心のある企業との連携が可能である。

【新規機能性材料の創出を目指すナノ材料化学、ナノ材料プロセスの研究】を横軸に、【材料をベースにした新しいデバイスやシステムの開発を目指す研究】を縦軸に据えて研究活動を進めています。ナノテクノロジーの基礎を支える新規の物質群・材料群の創出と環境・エネルギー分野での問題解決を目指し、最先端の課題に挑戦しています。 地球環境問題や資源・エネルギー問題などの様々な課題を解決していくためには、従来の特性をはるかに越えた高機能性ナノ材料・デバイスの創出が不可欠です。本研究室では環境、エネルギー分野での応用が期待されるナノ空間材料（ゼオライトやメソポーラスシリカなど）を主な研究対象として、その合成と応用ならびに合理的な製造プロセスの開発を目指して研究を進めています。ゼオライトは、既に石油関連触媒、自動車脱硝触媒等として広く利用されていますが、今後さらに触媒、吸着剤、分離膜等として、様々な分野への展開が期待されています。 本研究室の特徴として、マルチスケールで課題をとらえ、解決へ向けて取り組んでいることが挙げられます。すなわち、化学をベースとした原子・分子制御からのボトムアップアプローチによるナノ空間材料の創製とマクロの世界からのトップダウンアプローチによるプロセス開発を融合させることにより、新しい科学と技術、システムを創出することを目標としています。 具体的な研究テーマは以下のものがあります。 新規ナノ空間材料の合成 ナノ空間材料の生成メカニズム解明 ナノ空間材料の新規製造プロセス開発 環境、エネルギー問題の解決に貢献する触媒・吸着・膜材料の開発とモデル化 放射光X線を用いたナノ空間、無機有機ハイブリッド材料の解析 研究分野は【ナノ材料をつくる研究】、【ナノ材料を応用する研究】に大別され、ベースとなる材料はミクロ孔領域（< 2 nm）に均一な細孔を有するゼオライト、メソ孔領域(2-50 nm)に均一な細孔を有するメソ多孔体、ナノ粒子、そして無機物と有機物とのハイブリッド材料などです。この様な材料を合成し、触媒や吸着材としての利用や、新たなナノテクノロジー分野への幅広い応用を目指しています。

当研究室では現用のジェットエンジンや将来型の超音速・極超音速エンジン、ガスタービン、また液体ロケットエンジンなどの流れと熱に関する基礎研究を中心テーマとして、実験的研究、数値解析、理論解析を幅広く行っている。これにより流れ現象の詳細や不安定現象の発生機構、流体現象とエンジン性能との関係などを本質的に解明し、設計に寄与する基礎的知見を獲得する活動を行っている。 現在　以下のような研究テーマに取り組んでいる。 　・翼列フラッター 　・非定常空力現象 　・空力音響 　・スクラムジェットエンジン 　・気液二相流れ 　・生体内部流れ これらの研究の応用・実用化に関心のある企業との連携を希望する。