東北テクノアーチの製品・サービス一覧

スマートフォンやPC等に代表されるように、リチウムイオン蓄電池が搭載される機器は日増しに種類を増やしている。それを支えるのは電池容量の高さであるが、さらなる高容量化のために金属リチウムの利用が求められ、研究・開発が進められている。従来、金属リチウムの実用化を阻む一要因に、充放電に伴い，拡散律速により金属リチウムがデンドライトを形成し、電池性能の低下を招くことが知られている。　 　本発明は、上記課題を解決する電解液である。律速過程の制御により多数回の充放電サイクル後にも平滑な表面を維持していることが実証されている。同様の効果をナトリウムイオン蓄電池でも確認しており、本発明の適用範囲はリチウムイオン蓄電池に限定されない。

• その他

従来の中性子線検出器には、検出部のサイズが大きくなってしまうことや、電源の必要性から装置が複雑になり設計コストがかかること、ノイズを信号電流に含むこと、高価な気体が必要であること、設計・製造コストがかかり検出器が高額になる等の課題があった。 　本発明は、市販の■■を使用した簡便な構造の中性子検出器を実現し、電源が不要で低価格、高精度な小型の中性子線検出装置に関する。 　高い放射線耐性を有する半導体を素子として利用したことにより、高い中性子束環境中、例えば、次世代のがん治療であるホウ素中性子捕捉療法(BNCT) などの中性子束計測のための利用が期待できる。

• その他

廃熱から電気エネルギーを得ることができる熱電材料はBi2Te3, PbTeなどが知られている。しかし、これらの熱電材料は、構成元素が希少であり、またTeなどは毒性が高いという問題がある。毒性が低く、かつ安価である熱電材料としては、MgとSnとからなるMgSn系の熱電材料がある。MgSn系の熱電材料であるMg2Snは、電気伝導率が低く、熱伝導率が高いため、熱電材料の性能を示す無次元性能指数zTが低いという問題があった。 　本発明は、高い出力因子PFと低い熱伝導率を両立し、優れた無次元性能指数zTを有するMgSn系熱電材料および熱電材料の製造方法を提供することを目的とする。 　本発明の一態様に係る熱電材料は、Mg、Snと、キャリアをドープするドープ元素としてSb, Bを含有する単結晶体であり、Mgの空孔欠陥を有し、zT>0.8の高効率を実現している。

• その他

モーションセンサは、センサの時系列の計測値を原データとし、原データに何等かの演算を行うことにより、動作を表す時系列データであるモーションデータを出力する。どのような原理に基づくものであっても、このモーションデータには、一般にノイズが多く含まれている。 　本発明により、時系列の原データに演算を行って得られるデータからノイズを精度よく 除去することが可能となる。 　本実施形態では、画像用の空間フィルタリングの考え方を時系列のモーションデータに 導入した非線形フィルタを用いる。この非線形フィルタを、Structure-aware Temporal Bilateral Filter(SATBF)と記載する。 　SATBFは、原データフレーム群と時間という二種類の異なる情報を同時に利用してモーションデータフレームのフィルタリングを行う。これにより、モーションの細かい本質的な構造を壊すことなくノイズを除去することができる。

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　マグネシウム電池は、埋蔵量の豊富さや体積当たりの容量の高さから、ポストリチウムイオン電池の有力候補として研究・開発が進めてられている。従来、実用的なマグネシウム電池の正極材料はシェブレ ル構造を有する材料が知られている程度だった。しかし、起電力が約1V程度と低く、高起電力を発生させうる材料探索が進められていた。 　本発明は、上記課題を解決する、スピネル構造をベースとする材料である。カチオンサイトに欠陥を含む欠陥スピネル型酸化物を採用することで、マグネシウムの挿入・脱離に伴う結晶構造の変化を抑制することに成功している。その結果、従来よりも高い作動電位を持ち、サイクル特性も向上した特長をもつ正極材料を提供する。

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近年、動画コンテンツの利用が盛んになるに伴い、プロジェクションマッピング等、プロジェクタの用途も広がっている。従来のプロジェクタの課題として、投影面とプロジェクタの位置関係の調整が煩雑であったり、基本的に投影面とプロジェクタの位置関係は固定でなければならなかった。 　本発明は、プロジェクタやスクリーンが動的であっても正確な追従投影を可能としたシステムである。従来技術よりも高速な用途や、精密性を特徴とする。 　本技術により、動く物体への投影や、プロジェクタを固定しないで使用するような用途が可能となる。

• その他

マグネシウム電池は、埋蔵量の豊富さや体積当たりの容量の高さから、ポストリチウムイオン電池の有力候補として研究・開発が進めてられている。従来、実用的なマグネシウム電池の正極材料はシェブレル構造を有する材料が知られている程度だった。しかし、起電力が 約1V程度と低く、高起電力を発生させうる材料探索が進められていた。 　本発明は、上記課題を解決する、硫化物からの電気化学的脱離による硫黄ベース正極材料である。本発明のコンセプトにより、「ポーラス状骨格＋活物質」という複合材料を作製可能にし、従来 よりも高い作動電位を持ち、サイクル特性も向上した正極材料を提供する。

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現在、リチウムイオン電池正極材からのレアメタル回収は、種々の溶媒で 各金属種を抽出する方法で行われています。 本発明は、単一の有機溶媒を用いたレアメタル回収方法に関する技術です。 本発明のレアメタル回収方法は、回収過程で種々の酸性溶液が発生しないため 廃液処理の問題が発生せず、低環境負荷なレアメタル回収プロセスが実現できる ことが最大の特長です。 【特長】 ■酸性溶液の廃液処理が不要 ■有機溶媒の循環利用が可能 ■低環境負荷なレアメタル回収プロセスを実現 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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・ 従来のイメージセンサはダイナミックレンジが狭く、カメラが識別できる明暗の 　 幅が狭いという課題があった。 ・ 本発明はイメージセンサの広ダイナミックレンジ化のため、横型オーバー 　 フロー蓄積容量(LOFIC: Lateral Overflow Integration 　 Capacitor)を画素内に設けた。これにより、広ダイナミックレンジCMOS 　イメージセンサを実現したため、暗いところから明るいところまで同時に撮影 　 することが可能になった。 ・ 本発明を一眼レフカメラ、スマートフォンのカメラ、監視カメラ等に活用 　 することで画像のさらなる詳細な描写に貢献することが期待できる。 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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東北大学技術の位置制御可能な遷移金属ダイカルコゲナイド合成方法のご紹介です。 遷移金属ダイカルコゲナイド（Transition Metal Dichalcogenide、以下「 TMD 」）は原子オーダーの厚みを持つ原子層物質でり、可視光領域にバンドギャップを持ち半導体特性を有する。従来の合成方法としては気相成長法（CVD）により基板上のランダムな位置にTMDを合成するものがある。TMDを各種デバイスに適用するためには、合成位置の制御が必要不可欠となるが、従来の合成方法では合成位置の制御ができないという課題があった。また、合成位置の制御が可能な合成方法が提案されているが、多結晶性を有するTMDが合成され、各種デバイスへの適用が不利となっていた。　　 　本発明は上記課題を解決し、微小凸部を成長核として、単結晶TMDまたはヘテロ接合TMDを位置制御して合成でき、さらにサイズのばらつきを抑えられる単結晶TMDの合成方法を提供することが可能となった。

• その他

■東北大学技術のご紹介 貴金属は、さまざまな反応系の触媒として用いられているが、価格・希少性が高いため使用量が低減している。そのゆえ、貴金属を担持した触媒は、使用貴金属量あたりの表面積を最大限にするために、酸化物などの担体に貴金属粒子をナノ粒子状態で分散担持させたものが一般的である。従来の貴金属触媒の製造方法には、金属化を行う際の加熱過程で貴金属粒子の凝集が起こるため、貴金属粒子の分散性が悪く、粒子径も不 均一になるという課題がある。たとえ高分散化した粒子を得ることが可能な金属触媒の製造方法を用いても、担体が制限されてしまうという課題もある。 本発明により、様々な担体に、金属粒子を均一に高分散化させることができる金属触媒の製造方法を提供することが可能となった。

• その他

麹菌に代表される糸状菌は、発酵法による多種多様な有用物質の工業的生産に利活用されている。しかしその液体培養において、菌糸同士が絡まり集塊するため高密度培養と有用物質の増産には限界があった。本発明は、細胞壁多糖であるα-1,3-グルカンの合成酵素（AGS）遺伝 子を欠損する変異株を用いる、高密度分散培養方法に関する。 　AGS遺伝子の欠損株では、細胞壁α-1,3-グルカン発現量が著しく減少し、ほとんど集塊せず液体培地中に分散する特徴がみられる（通常培養条件において、生育の悪化は認められない）。この欠損株を培養したところ、液体培地体積当たりの菌数並びに有用物質（右図ではモデルとし てペニシリンとアミラーゼを使用）の生産量が増加した。 　本発明の使用により、従来の製造工程（生産ライン）を変えずに、用いる菌体を変更するのみで、所望の物質の増産を期待することができる。

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燃料電池は、環境調和型エネルギーとして注目され、様々な形式が研究・開発されている。エネルギー効率の観点から固体酸化物型燃料電池が注目されている。　 　複数セルの固体酸化物形燃料電池は、燃料及び空気を同じ方向からそれぞれのセルのアノード及びカソードに分けて供給するため、燃料供給装置及び空気供給装置がそれぞれ必要になる。さらに、固体酸化物形燃料電池は、固体電解質をアノードとカソードとで挟んだ構造であるため、接近したアノード及びカソードにそれぞれ別個に燃料と空気とを供給するためには、燃料及び空気の供給系統が複雑になり、小型化が困難であるという課題があった。 　本発明は、電極層の構造を工夫したものである。燃料及び空気の出入りをそれぞれ分離することで、スムースな流れを実現し、発電効率の向上が期待できる。

• その他

　AIなどを利用した音声対話システム（チャットボットを含む）の多くは、発話内容の言語的情報のみを扱い対話が行われている。そのため対話内容によっては、対話が成り立たない場合や対話の不自然さを感じる場合があるといった課題があった。 　JTES（Japanese Twitter-based Emotional Speech)は入力された音声の声色等から感情を推定する「感情認識」、感情音声の入力に対して音声の認識を行う「感情音声認識」、感情の乗った音声を合成する「感情音声合成」を実現する音声対話システムに利用するための汎用感情音声コーパスである。具体的には、一般話者の4感情（喜び、怒り、悲しみ、平常）の各50文を100名（男女50名ずつ）が発話した20,000発話（23.5時間）が収録されている。 　JTESは、実現することが可能である高精度の感情認識や、表現豊かな合成音声の研究開発に利用することができる。

• その他

　産業用途の3次元イメージング手法には、その用途に応じて、X線CTや超音波検査、共焦点レーザー走査型顕微鏡等の手法が存在する。 　ただし、3次元画像を取得するためには、X線CTでは光源あるいは照射部の回転動作が必要であるために迅速な画像取得が難しく、超音波検査では2次元アレイ素子による3次元計測を可能にする一方で高解像度化の課題が残されている。また共焦点レーザー走査型顕微鏡では観察面を移動しながら2次元画像の逐次取得を必須とするため、ビデオレートでの3次元観察は不可能である。 　近年は、パターン照明やライン照明などを原理とした３DカメラやOCT等の高速3次元測定技術も普及してきているが、３Dカメラでは測定対象の内部情報が取得できず分解能が高くない、OCTではカラー化が難しく蛍光信号の取得が不可能である、という課題がある。 　本発明群は、上記の課題を解決し、簡便な構造で、精密な三次元画像が取得でき、リアルタイムに観察が可能なイメージング手法を提供する。

• その他

■東北大学技術のご紹介 　カーボンナノチューブ（CNT）は、炭素六員環から構成されるグラフェンシートを円筒状に巻いた構造の物質である。 CNTでは、グラフェンの軸方向の巻き方（カイラリティ）により、金属性、半導体性、さらにバンドギャップ（BG）等の電子状態が決定されることが知られている。 　カイラリティ純度の高いCNTの製法には、分離や不純物除去といったウェット行程を含む複雑な工程が必要という課題があった。 　本発明は、カイラリティ純度を高めるための行程が不要で、製造コストが低く、簡便な、カイラリティ純度の極めて高い（９０％以上）半導体（BG>1eV）単層CNTの合成方法に関する。

• その他

　CO2固定技術の一つとして、アルカリ土類金属を利用してCO2を化学的に安定な炭酸塩鉱物として固定する方法がある。これまでのCO2固定技術は反応速度が遅いこと、大量のpH調整剤を使用するためコストが高く、採算性が悪いことなどの理由から、大規模な適用は困難であるという課題があった。 　本発明は、pH調整剤を大量に使用せず、低温（100℃以下）で実施することができ、かつ投入したキレート剤（GLDA）のリサイクルおよび連続運転ができるため、低コストでの連続運転が可能である。 　加えて、本発明は未利用資源のCa/Mg含有廃棄物（燃焼灰、廃コンクリート、スラグ等）をCO2固定用の原料として有効活用できることが特徴で、CO2固定反応の生成物である高純度の炭酸塩鉱物（CaCO3等）やシリカは、顔料やゴム、乾燥剤等の製品に利用することも期待できる。そのため、持続可能なCO2固定システムとして様々な分野での応用が期待される。

• その他

有害な細菌やウイルスの感染による疾病、病害を回避できる洗浄技術は様々な分野で求められている。使用される多くは殺作用を有する物質の利用や大量の水（溶媒）を使用するなどの観点から人体、環境負荷の 面で課題も多い。 東北大学佐藤岳彦教授らによる本発明は、噴霧対象を濡らさず優れた殺菌効果を有し、水のみから生成するナノ径の液滴の高速噴射技術に関するものである。 人工血管に接着した黄色ブドウ球菌のバイオフィルムを水のみで除去に成功した（下図）。

• その他

SnS(硫化スズ)を用いた薄膜太陽電池は以下特徴がある 　・ Cd、Teのような有害元素を含まない 　・ 安価な元素(Sn及びS)のみで構成される 　　(原料コストはシリコン系の1/7、CdTeの1/2、CIGSの1/14) 　・ 2-3μmの厚さで光吸収が可能(シリコン系~500μm) 　・ ホモp-n接合で変換効率25.3%が実現できると報告されている 　しかしながら高効率のホモp-n接合を有するSnS太陽電池を実現する ためには、技術的に作製出来なかったn型のSnS薄膜の実現が必要であった。 　本発明は今まで作製出来なかったn型SnS薄膜を硫黄プラズマを用いた 新規硫化技術を用いて世界で初めて実現した。このn型SnS薄膜を用いる ことで今後ホモ接合のSnS太陽電池を実現することが期待される。

• 公共試験/研究所

■東北大学技術のご紹介 　イネもみ枯細菌病菌、イネ苗立枯細菌病菌はイネの苗腐敗症等を引き起こし、水稲の育苗過程で大きな問題となる病原細菌である。その防除は化学農薬を用いる方法が主流であるが、耐性菌の発生や環境負荷が課題である。 　本発明は有機栽培土壌から単離した新規ジャンボファージを利用した、化学農薬を含まない、環境に優しい植物病害防除剤を提案するものである。

• その他

PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）粒子は種々の用途に用いられる工業上重要な粒子である。PTFE粒子は、表面を分散剤で被覆し水に分散させた状態で使用されることが多い。分散剤にはフッ素系分散剤が用いられるが、フッ素系分散剤は生体蓄積性や環境残留性が強く懸念されており、フッ素を用いない代替剤が求められている。 本発明は、PTFEを水分散可能な非フッ素系分散剤に関するものである。

• その他

　紫外線ナノインプリントリソグラフィ（UV-NIL）は、コストやスループットの観点から、工業的に受け入れられるナノ加工技術として注目されています。一方で、光硬化性樹脂の膜を基板上にスピンコートして使用するため、モールド（鋳型）のエッジ部で起こるバリの発生や、モールド表面のパターン密度の位置選択的な違いに起因する不均一な残膜が問題となっています。これらの問題により、後工程であるリソグラフィのプロセスが困難になってしまいます。 　本発明の光ナノインプリント法は、マイクロスケールのレーザー加工孔版印刷とナノスケールの有型光造形から構成されています。1～300 Pa ･sの高粘度な光硬化性樹脂を、レーザー加工で作製した貫通孔を持つポリイミドシートを孔版に用いて孔版印刷により光硬化性樹脂の液滴を基板上に配置することができます。印刷された液滴の最小体積は5fL（10-15 L）です。この方法を用いて、線幅45 nm のレジストパターンとシリコンパターンの作製に成功しています（図）。

• その他

従来ホール効果を利用した磁気センサ（ホール素子、ホールIC等）の材料としては、化合物半導体であるGaAsやInSbなどが知られている。単結晶薄膜における高移動度を利用して高感度なセンサ特性を提供しているが、作製温度、作製手法、動作温度範囲の制約が厳しい点などに課題があった。 　本発明は、上記課題のいくつかを解決する、Fe-Sn混晶をベースとする磁性金属薄膜の磁気センサである。室温堆積の汎用的手法で、広い温度範囲で安定したセンサ特性を示す特長をもつホール素子を提供する。

• その他

　可聴域の音波を出力するスピーカーとして、ダイナミックスピーカー（electrodynamic speaker）が多く利用されている。ダイナミックスピーカーは、振動板が重く、特に、イヤホンなどの小型のスピーカーでは、振動板の慣性力が相対的に大きくなるため、電気信号と振動とのズレが大きくなってしまう。 　そのような問題を解決するために、静電容量型スピーカー（elect- rostatic speaker）が利用されている。 　しかしながら、従来の静電容量型スピーカーは、振動により発生した音波を外部に伝えるために、各固定電極に１または複数の穴を開ける必要があり、その穴から塵埃や水、湿気などが振動板と各固定電極との間に入り込みやすいという課題があった。 　本発明は、このような課題に着目してなされたもので、塵埃や水、湿気などが内部に入り込みにくく、消費電力を抑制可能で、音質を高めることができる

• その他

従来、アモルファス粒子の製造方法として、液体急冷法やアトマイズ法などが知られている。しかし、これらの方法で得られるアモルファス粒子の粒子径は比較的大きく、アモルファス組織を含むナノメートルオーダーのアモルファ スナノ粒子を得ることは困難であった。また、金属のナノ粒子の製造方法としては、化学的手法やアークプラズマ放電を用いた方法などが知られているが、アモルファス粒子の形成には化学的手法を適用することは困難であり、 アークプラズマ放電を用いた方法では、二次粒子の形成や偏析が発生しやすいという問題があった。さらに、ナノ粒子を多量に得ることも困難である。 　本発明によって、比較的低温で容易に分散性に優れたアモルファスナノ粒子を得ることができるアモルファスナノ粒子の製造方法、アモルファスナノ粒子及びアモルファスナノ粒子分散液を提供することが可能となった。本発 明では、合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液を得る工程と、分散液に超音波を照射して、固体状金属からアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子を得る工程とを含む。

• その他

在宅医療・福祉・介護の現場などでは、「飲食物を誤嚥する」→「誤嚥したものが肺に入る」→「炎症を起こす」プロセスで起こる肺炎が課題となっている。本装置は、非接触でとらえた頸部表面の動きから、食べ物を飲み込む嚥下機能を定量診断する。また嚥下機能（スムーズな嚥下）の評価だけでなく味覚や食感（おいしく食べられる）の評価にも有用である。 　頸部の動画像から食べ物を飲み組む運動を非接触で測定し、得られたデータを解析することで嚥下機能や蠕動機能を評価した（図）。

• その他

膵臓ランゲルハンス島β細胞（以下β細胞）の減少や欠失は、1型糖尿病だけでなく、2型糖尿病でも起こることが報告されている。そこで糖尿病に対する有望な治療法として、β細胞の再生や増殖促進が考えられる。最近、骨髄細胞を移植することにより、β細胞の増殖が促進されることが明らかになっている。しかしそのメカニズムは明らかでは無い。 　本発明はβ細胞の増殖を促進する核酸分子に関する。本発明の効果としてβ細胞を増殖することで、インスリン分泌量の増加及び血糖値の低下が in vivoで確認された（右図および関連文 献）。ドラッグデリバリーシステムとの組み合わせで新規糖尿病根治療法の確立が期待される。

• その他

東北大学の技術『モシブチック合金（Mo-Si-B-Ti-C合金）』をご紹介します。 現状、モリブデン合金は融点が高いため、粉末焼結体を押出加工等して成型されている。よって、複雑形状を成型するためには、切削加工等を行なうことになり、製造コストが高くなるといった課題、また粉末焼結のままで成形体とした場合には、強度の低下等の課題が存在している。 本発明では、軽量かつ高強度で耐熱性に優れるモリブデン合金を溶解・鋳造法によって容易に作製する事が可能であり複雑形状に対応しうるものである。融点が2000℃以下の新規モリブデン合金が得られる。

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