東北テクノアーチの製品ラインアップ

従来、マイクロやナノ領域における力の測定は、ピエゾ素子のような微小・電気機械システムトランスデューサを用いて行わる。ピエゾ素子センサは、動的な力の検出に適しているが、静的な力を検出することには適していない。これに対し、静電容量センサは、感度や安定性に優れている。また、光学力センサは、その構成が大掛かりで高価であるが、高感度な力の測定を実現できている。しかし、従来の測定装置では、測定範囲が狭く、測定範囲の縮小や測定精度の低下が生じるという課題がある。 本発明によって、測定範囲を拡げることができる高精度な荷重測定装置を提供することが可能になった。本発明は、細長く一端に荷重部が設けられた梁部材と、支持部材と、変位センサを有している。荷重部は針状のチップから成り、一方の板状脚部の表面から垂直に突出するよう固定され、変位センサは荷重部の突出方向の変位を測定できる。荷重部が測定対象物に対して回転運動を起こさないため、荷重部に対する変位センサの配置によって、測定範囲を広く保つことができる。また、本発明は測定範囲をさらに拡げることができる上、測定範囲を柔軟に調整することができ、より高精度な測定が可能となる。

• その他

　水質汚染は地球規模で深刻な課題であり、低消費エネルギーで、大量の化学薬品などを使わない環境にやさしい汚染物質の回収・除去技術の開発が求められている。廃水処理の1つに、吸着剤を用いて汚染物質を除去する方法があるが、既存の吸着剤には、廃水中に含まれる塩によるデバイ遮蔽効果により、吸着能力が失われるという課題があった。 　本発明は、塩分濃度が高い廃水中でも良好な吸着性能を発揮する、 カチオン性又はアニオン性官能基含有モノマーと、芳香族基含有モノマーとのコポリマーからなる新規吸着剤に関する。本剤を用いることにより、産業廃水中の化学物質、特に、繊維染色工場やインキ工場等の廃水に含まれるイオン性染料を、より効率的で低コストに除去することが期待できる。

• その他

乳牛の乳房炎は家畜の最難治疾病の一つとされており、乳量の低下、治療費の増大につながり、経済的損失が大きいことが知られている。その経済的損失を抑えるためには、乳房炎の早期発見が肝要である。しかし、既存の乳房炎検出方法であるPLテストは、すでに変性が見られるような乳房炎を検体として実施するため、早期発見には至らない。そこで、化学発光能測定法が有望視されている。しかし、化学発光能の測定には特殊な装置が必要となり、経済性および困難性の観点から、各乳業農家が日常的に実施する方法としては適していないという課題がある。 　本発明によって、簡便かつ迅速に乳房炎を早期に発見することに資する方法やバイオマーカーを提供することが可能になった。本発明は、被験体の乳房から採取された乳汁におけるシクロフィリンAを検出する工程と、シクロフィリンA量に基づいて、乳腺疾患の発症または発症可能性を判定する工程を含むことを特徴とする。乳汁中のシクロフィリンA量が、健常な乳房から採取したものよりも大きい場合、被験体の乳房において乳腺疾患が発症している、または発症可能性があると判定する。

• その他

コンタクトレンズ（CL）の普及を背景として、ドライアイ罹患者数が増加傾向にある。また、今後は生体モニタや通信・表示機能を有するスマートCLの普及が予想されており、有効なドライアイ対策が求められている。 今回発明者らは、長年蓄積してきた「ハイドロゲルの合成・成型技術」、および「生体親和性電池による発電技術」に基づき、ドライアイを予防しうるCL型デバイスを開発した。具体的には、電気浸透流の発生効率が高く、成型性にも優れるハイドロゲル素材を開発し、CLに用いると、通電によってレンズ内に水流が発生し、CL の湿潤状態を維持できること、角膜上の涙液層を安定させることを見出した。さらに、コンタクトレンズにバイオ電池を搭載して、外部からの電力供給を必要としない自立型デバイスとして駆動させることにも成功した（右図）。 本発明はドライアイの予防だけにとどまらず、目薬の徐放制御や、房水排出の誘起による眼圧制御においても重要であり，点眼器や注射器に並ぶ眼孔への注出入法として発展すると期待できる。

• その他

　塞栓形成は血管の閉塞を伴い、血管を通る血液の流れを制限することが知られている。治療における塞栓形成は、腫瘍への血流を減少・遮断させるために使用される。従来から使用されている液体塞栓物質としては、N-ブチルシアノアクリレート(NBCA)やエチレンビニルアルコールコポリマー(OnyxTM)が挙げられ、NBCAは血液との重合反応、OnyxTMは血液内での析出・凝集作用によりそれぞれ血管を塞栓する。しかし、NBCAおよびOnyxTMでは、カテーテル先端に塞栓物質が固着する場合があり、血管内壁やカテーテル挿入部を傷つけ、出血を引き起こすという課題がある。 　本発明によって、従来の塞栓剤と同等の血管塞栓性を有しながら、注射器による注入性、並びに、生体内における安全性および安定性に優れる塞栓剤および塞栓剤を備える血管塞栓用キットを提供することが可能になった。本発明は、カチオン性官能基含有モノマーと、芳香族基含有モノマーとのコポリマーであって、一般式で表される構造を少なくとも一部に有するコポリマーを有効成分として含有する。

• その他

昨今、二酸化炭素(CO2)排出量削減があらゆる産業に対して求められており、中でも鉄鋼業は全産業のうち40%を占める最多のCO2を排出しているため、早急なCO2排出量削減が求められている。 CO2および一酸化炭素(CO)を含むガスを、水性ガス逆シフト反応(CO2+H2→CO+H2O)と炭素析出反応(2CO→C+CO2, CO+H2→C+H2O)により固体炭素として回収しリサイクルするプロセスが知られるが、析出する炭素が微粉であるため、その回収が困難であることが懸念されていた。 本発明は多孔質繊維状鉄（鉄ウィスカ）を炭素析出サイトにすることで、ガス中のCO2からの炭素回収を可能とし、さらに炭素を含む鉄原料として製鉄プロセスにそのまま利用できる技術に関する。これにより製鉄プロセス内ひいてはその他の乾式製錬での炭素循環プロセスの実現可能性がある。

• その他

従来、触感を評価する方法として官能評価や物理特性の計測が行われているが、官能評価では客観性に欠ける一方、それを定量的に評価するシステムは確立されていなかった。 そこで発明者らは、ヒトの触動作を考慮して触感を客観的に評価するセンサシステムの構築を行い，押し付け力を変化させ，その違いにより生じるヒトの触感と触感計測用センサシステムのセンサ出力との関係を明らかにした。 【作用】Z軸ステージにより触感センサを押し付けた状態で、触感センサをスライドさせて走査する。このとき、あらかじめ取得しておいた押し付け力と対象物取付面の位置との関係に基づいて、制御部により取付面位置を制御する。 これにより、走査中の触感センサの押し付け力を、正確かつ迅速に制御することができる。 【結果】表面の粗さに関する「がさがさーすべすべ」の触感については、緩やかに押し付け力を減少させる場合に評価可能である。また、硬さに関する「硬い-軟らかい」の触感については、緩やかに押し付け力を増加させる場合に評価可能である。

• その他

　従来のパール顔料は、マイカ基板に金属酸化物（TiO₂等）をコーティングすることで作成されていた。この従来のパール顔料は、マイカ基板の作製と二酸化 チタンのコーティングとの２工程を経て製造され、二酸化チタン層の厚みを厳密に制御することは容易ではなかった。すなわち、従来法ではパール光輝性の発現、色相の制御が難しく、コストも高かった。 　本発明は低コストで簡便な方法でパール光輝性を発現するパール顔料を製造可能な方法に関する。本発明のパール顔料は特定基板を不要とする自立型の板状粒子である。また粒子サイズが大きいため光沢の強い顔料を提供することが可能である。

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従来、Tiを熱酸化処理させてできるのはルチル型結晶構造のTiO2であり、可視光照射下での光触媒活性は示さないと言われてきた。一方、TiO2にAuを添加することにより可視光域で光触媒活性を示すことが報告されている。 　本発明は、貴金属(Au, Ag, Pt, Pd)を添加した貴金属-Ti基板を大気中で熱酸化[2]もしくはTi基板のAr-CO雰囲気で炭化後に大気中で熱酸化[3]させるという簡便かつ低コストな方法により、ルチル型もしくはアナターゼ型の結晶構造で、膜厚1 μm以下の可視光応答型の光触媒活性を有する貴金属含有TiO2コーティング膜を得ることを可能にした。その他本発明の特徴としては、表面の審美性があること、基材への密着力が強いことがある。 　さらには、スパッタ等を用いて貴金属薄膜をコーティングした後のTiの熱酸化においても、貴金属含有TiO2コーティング膜を得ることができ、貴金属使用量の低減も可能である[4]。

• その他

再生可能エネルギーは気候などにより発電量が大きく変化するため、電力安定供給の目的で蓄電池と組み合わせての利用が望ましい。中でもイオンの酸化還元反応を利用して充放電を行うレドックスフロー電池(RFB)は、不燃性ゆえ安全性が高い点、電解液や電極がほとんど劣化しないため耐久性が高く、ランニングコストが抑えられる点が評価されており、バナジウムRFBが実用化されている。しかし近年、活物質であるバナジウムの資源価格が高騰し、イニシャルコストが高くなることが問題である。 　本発明では正極室・負極室共に活物質としてチタンのみを用いることで格段にイニシャルコストを低減できる。チタンとマンガンを組み合わせたRFBに関する既存技術もあるが、正極室と負極室に異なる元素を用いることで原理的にコンタミを起こすリスクがあり、電池の早期劣化が予想され、この点において本発明に優位性があると考える。また本発明は従来のバナジウムイオンRFBと比較して、起電力が高く、取り出せる電流密度も格段に大きいことから、より高効率なRFBの実現が期待できる。

• その他

　糖尿病性腎症増悪の原因となる、複数の尿毒症物質は腸内細菌によって産生されることは、これまでの研究で明らかになっている。 一方で、尿毒症物質の産生に関与する腸内細菌種の同定は、腎機能などの交絡因子があり困難であった。 発明者らは、腎機能の交絡因子を除いて解析することで尿毒症物質の低減に関与する腸内細菌を特定した。 本発明は、それらの菌を含む尿毒素の産生抑制剤・機能性食品に関するものである。 本件の発明者の一人である阿部教授らにより、尿毒症物質を低減する機能性成分としてセサモールも提案されている。 （ゴマリグナンを含む尿毒物質低減剤(https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T20-695.html)） 本発明の菌の単剤ではなく、上記の機能性成分と組み合わせるなどした、相乗効果を狙った製品化等が期待される。

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■東北大学技術のご紹介 ・ 従来のN2O5生成装置は危険な原料や複雑な設備が必要であったため取り扱いが難しく、産業的なN2O5活用の足枷となっていた。 ・ 本発明は原料ガスを空気とすることに成功したために安価で安全にN2O5を提供することが可能となった。 ・ N2O5の活用例は以下が挙げられる。従来の光、熱による殺菌方法、ウイルス不活性方法が有する課題解決や、その他にも様々な応用が期待される。 　　植物の免疫強化　…　植物に病害抵抗性遺伝子を発現させる 　　肥料成分の付与　…　窒素成分を供給することで植物の成長を促進 　　殺菌・ウイルス除去　… 五酸化二窒素による殺菌、ウイルス除去

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ロボットがヒトと同様の作業をするためには、力覚などの感覚をロボットが持つことが重要であり、ヒトと同様の感覚を感知できるセンサの搭載が望まれている。 　従来より様々な方式の触覚センサが提案されているが、それらは構造が複雑、作製工程が煩雑でコストが高い、等の課題があった。 　本発明では、電気基板上に設けたコイルを覆うように磁性材料をポリマーに分散させた磁性フォームを形成することで、トランスデューサーを作製した。このトランスデューサーは作製が簡便であり、また小さな圧縮応力であっても、インダクタンスの変化から力覚をセンシングできることから、上記課題の解決が期待できる発明である。　 　本発明はロボットを中心とした力覚を必要とするセンサへの応用が期待できる。

• その他

高分子架橋体の一つであるハイドロゲルは硬さや含水性が生体と類似していることから、生体模倣材料等の用途が期待されている。一方で柔軟性を有するがゆえに射出成型や延伸、切削等の一般的な加工法には適さず、型の内部で成形する方法や3Dプリンターを用いて成形する方法が考案されてきた。しかし、前者は型の作成コストや複雑形状への対応が 難しく、後者は印刷に長い時間がかかり、材料の選択が難しいという課題がある。 　当該課題解決のために、発明者はゲル表面のレーザー照射により、切削した部位が溶媒で膨潤することによる、自発的な屈曲によって得られる成形方法を見出した。屈曲のトリガーは溶媒による膨潤のため、例えばハイドロゲルを用いれば、使用直前に給水させることで平面上の可搬形から目的に則した形に変形するといったことが可能である。また、本発明は水を溶媒とするダブルネットワークで最も効果があらわれるが、ゴム等のオルガノゲルでも同現象が確認できており、ゲルの種類を問わず適用できるものである。

• その他

本件は光刺激に反応して物質に歪が発生する現象を利用して、力学的な動きを出力するよう構成された光駆動アクチュエータに関する。従来、この分野では、有機物材料が光刺激により可逆的な構造変化を起こす現象を利用したアクチュエータが開発されてきたところ、駆動速度が遅い等の課題があった。 発明者らは無機誘電体材料に着目し研究を進めるなかで、酸化物材料を単結晶のまま薄膜化しシート状に作製可能とすることに成功した。当該シートは紫外線領域の光に反応して、従来よりも高速に変形することを実験的に確認し、本発明を完成させるに至った。

• その他

製造業において、顧客ニーズの多様化に伴い多品種少量生産や、複雑な製造技術の要求が増加傾向にある。中でも多品種、ごく少量生産である内視鏡は、その作製において、部品加工や組み立て作業は一般的に熟練者による手作業によって行われている。しかし、手作業では個人差によるばらつきや、作製に時間がかかるといった課題があった。 　前記課題を解決すべく、本発明は３Dプリンタとロボットアームを用いて複雑な部品製造・組み立て工程を自動で一括作成する手法を開発した。具体的には、固定台及び治具を溶解性材料で積層造形し、ロボットアームを用いて部品を本体部材に配置した後、固定台及び治具を溶解する（右図参照）。　耳科領域で用いる箸状内視鏡の関節部(上左図)と、形状記憶合金(SMA)ワイヤーを用いた多方向能動屈曲機構(上右図)に適用し、試作と動作確認を行うことができた。 　今後、各種微小電子部品の実装も行うことで、様々な低侵襲医療機器および一部の民生品に対し本技術を適用し広い用途への展開を目指す。

• その他

　酸化チタンが光触媒活性および抗菌・抗ウィルス性能等のタンパク質分解能を有することは広く知られ、例えば新型コロナウィルスSARAS-CoV-2(COVID-19)等の接触感染等に有効な材料として期待される。ただしタンパク質分解能の定量評価における従来法（JIS L 1922およびISO 18184）は、基材との吸着が不十分なため未反応のタンパク質が残る懸念があり、測定値が不正確な可能性がある。 　本発明はタンパク質を基材に高い割合で吸着させることで、より正確にタンパク質分解能を定量評価する手法である。

• その他

　酸化亜鉛は、紫外線遮蔽剤として、日焼け止め等の化粧品に用いられる。また、酸化亜鉛粉体はフィラーなどの工業用途としても使用され、剛性の付与や制振効果の付与、表面平滑性の付与などを目的として配合されている。 　しかし、従来の製造技術では、酸化亜鉛の粒子径の制御が困難で肌触りが悪いとされていた。さらには、製造過程で高熱での処理や不活性ガス使用による、毒性のある排ガスによる、環境や人体への影響が懸念されている。 　本発明は、粒子径が均一で単分散した球状酸化亜鉛、及び簡便かつ、低コストで環境負荷の小さい、球状酸化亜鉛の製造方法に関するものである。 　本球状酸化亜鉛は、紫外線遮蔽効果が高く、ソフトフォーカス性に優れると共に使用感に優れる化粧料としての利用が期待できる。工業用フィラーとしては、均一な分散による成形・加工性の維持、熱伝導性の向上効果等が期待できる。

• その他

ナノ粒子が高濃度に分散したナノフルイド（ナノ粒子／溶媒混合系）や高分子ナノコンポジット材料（ナノ粒子／高分子混合系）など，近年革新的機能を有するナノ材料が盛んに研究されており，その応用分野は導電性ナノインク，太陽電池，センサーなど多岐に渡る。一方、インクジェット技術はシンプルな装置構成、材料の組み合わせに対する高い自由度、オンデマンド生産による低環境負荷、スケーラブルといった特徴を有するため、当該技術を電子回路やデバイスの製造に応用したプリンテッドエレクトロニクス技術に関心が寄せられるようになってきている。この技術は、印刷技術を応用し、微細パターンの形成を行うものである。 　本発明は、インクジェットノズルより吐出され基板に付着したナノフルイド液滴にあらわれる特徴的なパターンの定量的評価を可能にするものである。液滴のふるまいを支配する数理モデルを構築することで、ナノフルイド液滴内の流動パターン、ひいては基板に堆積するナノ粒子パターンを設計することが可能となった。加えて、ナノフルイド液滴の計測技術の開発にも成功している(参照:T24-030)。

• その他

ナノ粒子が高濃度に分散したナノフルイド（ナノ粒子／溶媒混合系）や高分子ナノコンポジット材料（ナノ粒子／高分子混合系）など，近年革新的機能を有するナノ材料が盛んに研究されており，その応用分野は導電性ナノインク，太陽電池，センサーなど多岐に渡る。太陽電池をはじめとし，ナノ材料を薄膜として応用する場合が多いが，ナノ材料の基板への塗布・薄膜化プロセスにおいては、その塗布液膜形状や内包されたナノ粒子の挙動を精密に観測する技術が求められている。 　本発明は、基板上のナノフルイド（ナノ粒子／溶媒混合系）や高分子ナノコンポジット材料塗布液（ナノ粒子／高分子／溶媒混合系）の液膜の形状や液膜内ナノ粒子の分布・濃度の同時計測を可能にするものである。例えば、当該装置を工場等の製造ラインに組み込むことで、プロセスモニタリングが可能になる。加えて、基板上ナノフルイド液滴の挙動を理解するための数理モデルの構築にも成功している(参照:T24-027)。

• その他

　近年、半導体やMEMS分野においてシリコンウエハ同士の接合が求められている。しかしながら従来のウエハ接合技術は高温で接合する必要があることから、ウエハに熱応力や反りが発生することで既に形成されている回路に不良が発生するという課題があった。 　本発明はシリコンウエハ上にポリシラザンをコーティングし、もう一方のシリコンウエハを重ねて加圧するだけでシリコンウエハ同士を接合できる技術である。接合工程において、高温工程が不要となることから前記した高温接合による課題が無くなり、半導体やMEMS素子の歩留まり向上に貢献することが期待出来る。

• その他

膵臓癌は、ステージにより治療方法が異なる。がんを切除可能なステージ1～3の場合は、一般的に手術前に患者に対して術前化学療法(NAT)が実施される。ところが、膵臓癌ではNATに対する感受性が低い患者が多いという問題がある。NATは患者負担が大きいことから、患者に対してNATを実施する前に、当該患者の化学療法に対する感受性を予測するための情報が得られることが望ましい。 　本発明は、NATの感受性のバイオマーカーとなり得る、腸内細菌とそれらのカットオフ値を特定したことによる、NATに対する感受性予測方法に関するものである。

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■北海道大学技術のご紹介 【社会的課題と市場背景】 ・遠隔医療では触診が困難で診断精度が低下 ・従来の圧力センサは高コスト・低感度・深さ検出不可 ・高齢化・地域医療格差解消のため、非対面診療に触診機能が求められる ・世界の触覚センサ市場は年平均成長率（CAGR）10%以上で拡大中 【本技術の概要】 ・片面配線構造で高感度化・低コスト化（従来比 約1/10） ・深さ・粘性をリアルタイム検出可能、指先装着型で現場適用容易 ・医療・ヘルスケア・産業検査など幅広く応用可能 【従来技術との比較】 従来方式：両面配線（サンドイッチ）、高コスト、限定的感度、圧力のみ 本方式：片面配線＋感圧材分離可、コスト約1/10、高感度（42ピクセル高解像度）、圧力＋深さ＋粘性同時取得

• その他

　高分子ナノコンポジット材料は、電池材料や有機薄膜材料、自動車のボディ等の様々な応用展開が期待され、開発が進められている。材料の製造には、溶融混練を利用する。高分子とナノ粒子の混合に際して、操業条件は経験的・探索的に設定されており、最適な制御法を効率よく見出すことは容易ではなかった。 　本発明は、高分子ナノコンポジット材料にあらわれるナノ粒子の凝集状態を分類可能にする評価手法を提案する。コンポジット材料の構成要素とそのミクロ構造を観察することから、混練プロセスより得られる材料のふるまいについて評価が可能となった。この評価手法を指針にして、新規な高分子ナノコンポジット材料の開発や最適な操業条件の設計の道がひらけ、現場の業務効率改善につながることが期待される。

• その他

　砕石は、交通インフラや土木構造物に不可欠な資材である。砕石の採掘は穿孔・発破・小割・すくい取り・運搬の順で作業が行われ、すくい取り・運搬の作業コストは発破起砕石の粒度の影響を受ける。そのため、最適な粒度を目指した発破が重要であり、発破起砕石の粒度評価の自動化が求められている。 　従来、画像を二値化処理することで粒径を抽出する手法が考案されているが、砕石の色が似ていたり、砕石同士の重なりが生じるため、推定精度に課題があった。 　本発明では、油圧ショベルなどによるすくい取り工程中に砕石の重なりが変化することに着目し、すくい取り工程の動画から抽出した画像を使用し、複数の閾値で二値化処理を行うことで、砕石同士の重なりを解消し、精度よく粒度を推定する手法を開発した。結果として、目視による推定並びにふるい分け試験の結果と同等な精度で推定が可能となった。 　本発明は、発破・発破成績の評価・次の発破計画の策定といった「発破サイクル」の自動化に繋がり、安全で効率的な発破の実現が期待される。

• その他

　バイオマスを化成品の原料やエネルギー源として活用するバイオリファイナリーは温室効果ガスの排出削減に向けた技術である。活用が期待されるバイオマスのうちセルロース系のバイオマスは、その構造上分解されにくく、化成品生産やエネルギー化の前提となる糖化が困難であるという課題がある。 　東北大学大学院農学研究科の伊藤准教授らは、植物の老化抑制因子であるサイトカイニン合成酵素遺伝子をイネ科植物に導入することにより糖化性を向上させる方法を開発した。本方法では、イントラジェネシスにより遺伝子を導入し、育種の最終段階で外来 DNA が植物ゲノムに残存しないので、カルタヘナ法の制約を受けない。

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　植物で異種由来の有用タンパク質を生産する技術は、微生物や動物細胞を用いた生産技術に比して安全性、生産コストで有利な面が多いとされ、新たな大量生産系として注目されている。一方、植物工場は照明と空調のための電気コストがかかり、植物の利点である生産コストの低さを十分に活かせない。 　本発明は、有用タンパク質の遺伝子を植物に遺伝子導入することで、明所と同等かそれ以上のタンパク質生産量を暗所で達成させることができる、植物での大量発現系に関するものである。暗所で植物を種子から発芽させた芽生えを用いるため、光合成タンパク質の量は抑制され、目的タンパク質の量が増加する。

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畜産業における病害対策として使用される抗生物質は、ヒトの疾患治療での使用と同様に薬剤（多剤）耐性菌を発生させる観点からのみならず、卵/生乳/食肉中での残留による食の安全への懸念からも多用が回避される傾向がある。一方、乳牛の乳房炎などの経済的損失が非常に大きい産業動物の疾病に対し、抗生物質を使用しない予防、治療法として有効なものが少ないことが課題となっている。 　　東北大学大学院農学研究科の伊藤准教授らは、主としてグラム陽性菌への効果が知られる抗菌性ペプチドPersulcatusin (IP)を植物を用いて効率的に生産する手法を開発した。この手法には、宿主植物に負の影響を与えるペプチドを融合タンパク質として生産することによりその影響を抑制し、タンパク質抽出時に自動的にペプチドを遊離させて活性化させることが可能になる工夫が取り入れてある。

• その他

　酸性ガスを分離回収する技術は、メタンの製造や閉鎖状態にある住環境の維持などに必要であり、温暖化ガス排出量削減の観点からも盛んに研究されている。従来、アミン化合物やアルカリ金属塩を含む水溶液を二酸化炭素の化学吸収液として用いる化学吸収法が知られている。しかし、二酸化炭素の吸収速度が低く、効率的に二酸化炭素を分離できていないという課題がある。 　本発明は、イオン液体を吸収溶媒とし、酸性ガスを含有する混合ガスにイオン液体静電噴霧することで酸性ガスの分離回収を実現する。イオン液体の微小液滴により、イオン液体と酸性ガスとの接触面積（比表面積）が増大し、酸性ガスがイオン液体に効率よく化学吸収される結果、高効率に混合ガスから酸性ガスを分離することが可能となった。

• その他

近年、アルミニウム（Al）展伸材のリサイクル率向上が求められている。Alリサイクル材は、不純物として混入する鉄やケイ素、ジルコニアがAlと粗大な金属間化合物を形成し、機械的強度が低下するという問題を抱えている。そのため、従来の方法では、溶融したAlリサイクル材に超音波で振動を与え、金属間化合物を微細化して無害化する手法が検討されているが、スケールアップが難しいという課題が残されている。 　そこで発明者は、溶融したリサイクルAlにキャビテーション処理する装置を発明した。この装置は構造が簡便であるため、従来の装置と比較して大型化や工業化が期待される。 　実際に、この装置を用いて溶融Alリサイクル材を処理したところ、金属間化合物が微細化され、機械的強度が向上することが確認されている。したがって、本発明はAlリサイクルの促進に貢献することが期待される。

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　高温環境下のコンクリート工事では、セメントの水和反応が促進されるために、JASS5に暑中期間が定められている。これは作業時間を通常120分以内から暑中90分以内に制限するもので、不十分な措置により強度低下の恐れがある。上記適用期間は主要都市に目安を示すにとどまり、工事を行う地点ごとに現実に必要な期間を正確に適用できていない恐れがある。 　本発明は、上記の適用期間を1km2の格子状に推定し、地図アプリ上に色分けして表示するプログラムであり、適用期間の判定作業の効率化、施工計画の合理化（コスト減）に効果的である。

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寒中コンクリート工事では、養生温度が低いとセメントの水和反応が遅延し、強度低下の恐れがある。そのためJASS5に寒中期間が定められているが、主要都市に目安を示すにとどまり、工事を行う地点ごとに現実に必要な期間を正確に適用できていない恐れがある。 　本発明は、上記の適用期間を1km2の格子状に推定し、地図アプリ上に色分けして表示するプログラムであり、適用期間の判定作業の効率化、施工計画の合理化（コスト減）に効果的である。

• その他

おむつの状態を検知して、おむつ交換のタイミングを知らせる“スマートおむつ“の市場が拡大している。従来のおむつセンサーは湿度あるいはNH3ガスを測定するものが知られているが、これらは尿のみを検知するものであり、尿と糞便を区別することができない。また、半導体式ガスセンサーにおいては、センサーの作動温度は高温となるため、センサーチップを加熱する必要があった。 本発明は、上記課題を解決するもので、尿と糞便を室温で識別可能なおむつセンサーである。また、フレキシブル基板を使用することで薄型・小型で柔軟性を有し、生体親和性の高いデバイスを実現できる。

• その他

銅製錬において、e-scrap等のリサイクル原料の増加が予想されるが、リサイクル原料を用いて作製した低品位の銅アノード（ブラックカッパー）は容易に不働態化するため電解精製での処理が確立されていない。電解採取での処理は実用化されているが、電解採取は電解精製に比べて非常に多くの電力を要することが課題である。 　上記課題を解決すべく、電解精製におけるアノード表面の不働態化を抑制するため、比表面積の大きいショット状アノードを用いたバスケット電解が検討されているが、アノードの電流密度を保とうとするとカソードの電流密度も同様に大きくなるため、平滑に電析させるためにカソードにCuイオンを供給する工夫が必要になる。 　本発明は電解液を強撹拌できる銅電解精製に好適な螺旋対流セルに関する。

• その他

急激に進行する重症な心不全に対する救命手段として、薬剤加療、大動脈バルーンポンプや人工心臓の装着、心臓移植などが挙げられるが、いずれも大きな課題が残っている（薬剤抵抗、血栓形成、大掛かりな開胸手術、ドナー不足など）。 そこで本発明では、新たな救命手段として緊急の現場でも装着が容易な新規人工心筋を提供する。

• その他

センサやアクチュエータ等で使用される圧電材料として、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)が広く使用されているが、有毒である鉛(Pb)が含まれていることからPZTに代わる圧電材料が求められている。 　本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、PZTの代替材料候補であるAlNのAlサイトにMgとHfを共ドープしたMgHfAlNから成る圧電体薄膜材料に関するものである。 　本発明のMgHfAlNはPbを含まないだけでなく、圧電体の能力を示すFoM値が世界最高値(45GPa以上)、圧電歪定数d33が23pm/V以上であり、1ccの素子サイズで40mWの出力が可能であることから、振動発電素子や近接センサ、力覚センサ、すべりセンサへの応用が期待される。

• その他

近年、生きた微生物を触媒として利用し、有害物質の分解や有用物質の生産を行う、バイオリアクターに注目が集まっている。バイオリアクターでは 担体上に目的の微生物を高密度に保持することで、反応効率や利便性が向上する。その担体として、生体や環境への毒性がほとんど無く物質の吸着能力に優れるリン酸カルシウムの利用が期待される。 　しかし、従来の技術では、担体に所定量の微生物を活性を保ったまま、担持させた微生物担体を製造することは困難であった。 　本発明は、リン酸カルシウムセメント(CPC)内部に所定量の生きた微生物が均一な密度で存在する、微生物担体を得る方法に関するものである。 ※特許未公開のため、担体製造方法については下記弊社窓口より、お問い合わせいただきますよう、お願い致します。

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次世代の半導体材料に関する研究・開発が進められている。従来は、シリコンをベースとした材料がトランジスタなどに利用されてきたが、高性能化を求める産業上のニーズに応えるため、高集積化を進めた結果、ナノメートルオーダーの構造を要求されるに至っている。さらに最近では、二次元層状半導体の活用など、新素材の開発が活発化している。現状のデバイス特性向上をもたらす半導体特性が期待され、層状カルコゲナイドの活用に注目が集まっているが、デバイスプロセス上の課題やキャリア移動度の上限性能について十分でないため、既存プロセスに適合しやすい層状物質半導体による解決が求められていた。 　発明者らは、グラフェンに類似する層状半導体GeH等の作製プロセスにおいてGe基板上の汎用プロセスを適用しつつ、簡便な新手法により水素置換の制御と電気伝導特性が向上されうることを見出した。新手法により生みだされる二次元層状物質は次世代の半導体材料の候補物質として有効な特性を示すことが実証されている。

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現在、ペロブスカイト太陽電池の光発電層は鉛(Pb)を含む材料が主流だが、環境への配慮や性能向上を目指して「スズ(Sn)」を使った新しい材料が注目されている。Snを使うことで、有害なPbを使わずにより高い光吸収効率が期待される一方、酸化しやすい性質や、インク化の際に環境負荷の高い有機溶媒が必要になるといった課題があった。 　そこで、発明者は「アスコルビン酸(AA)」に着目し、これをSn原料水溶液に加えることで、水への溶解性を劇的に向上させるとともに、Snの酸化を防ぐことを確認した。この方法で作られた前駆液をMAI(ヨウ化メチルアンモニウム)と混合して基板にコーティングすることで、高配向なペロブスカイト層となることも確認している。 　この発明をペロブスカイト太陽電池に応用することで、グリーンプロセスに対応した環境に優しい太陽電池を提供することが期待できる。

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環境発電（エネルギーハーベスティング）の一つである振動発電は、鉄道などの身近な振動から電力を得ることができる。しかし、従来の振動発電機は得られる電力が小さく、高価な磁歪材料を必要とする場合もあり、広く実用されるに至っていない。本発明はシンプルな構造でありながらも、小さな振動で従来より大きな電力を得ることが可能なデバイスを開発した。 　本発明の振動発電装置は、非磁性の片持ち梁と銅線を巻いた軟磁性コア、永久磁石とバックヨークからなる(図1)。外部の振動によって永久磁石に対向する軟磁性コアが上下運動し、電磁誘導によりコイルに誘導起電力が生じる。わずかな振動を梁の共振によって増幅し、高効率に起電力として取り出すことが可能である。本装置は以下の特長を有する。 　◆非磁性梁を採用することで振動が大きくなり、磁束の変化速度増! 　◆軟磁性コアの採用により、磁束量・磁束変化速度増! 　◆バックヨークの採用により、梁の振動を妨げず、磁束の変化速度増! 　◆高価な磁歪材料不要、簡単な構造で低コスト!

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　トポロジー最適化とは、材料の配置を最適化して製品の軽量化や高性能化を実現する手法である。本技術は、世界で初めてこの手法を光学アンテナの設計に適用した結果、以下の特徴を持つナノギャップ構造を有する光学アンテナを提供することが可能となった発明である。 ・高精度な円偏光識別 　入射円偏光に対し、左右円偏光への応答が大きく異なる性能を実現。例えば円偏光を発明のナノ構造に照射することで、偏光状態を容易に区別できる微細素子。また、微量な分子に対し、キラリティの検出・識別に使える。 ・円偏光の発生と制御 　ギャップ構造に光源を配置することで、円偏光を放射することができ、光源の向きに応じて偏光状態を制御可能。高偏光度を求める用途に最適な偏光発生装置として利用が期待される。

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　土木工事において、建設機械の無人化施工ニーズが高まり、災害復旧時のみならず平時も安全性の確保及び作業効率の向上が求められている。しかし現状の無人化施工は、カメラでの監視に留まっており、有人施工より作業効率が悪い。無人化施工の作業効率の低下要因として、特に地盤情報の不足が課題となっている。 　一般に、建設機械の走破性を評価する指標であるコーン指数はコーン貫入試験機で測定されるが、広範囲な土地では場所によって地盤のばらつきがあるため測定点が多くなる。また、掘削などの土工と独立してコーン指数測定を行う必要があるため手間がかかる。 　本発明は、現場で広く使われている油圧ショベルで掘削した土の破壊形態とコーン指数の関連性から成した発明である。掘削中の土の破壊形態を撮影し、破壊形態の特徴量を抽出することにより、地盤の強度を視覚情報から自動推定することが可能となった。また、視覚情報はバケットに作用する力覚情報と組み合わせて地盤情報を推定することも可能である。本発明は掘削を行いながらリアルタイムで地盤強度を推定できるため、無人化施工における作業効率の大幅な向上が期待される。

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スパイスなどに含まれるクルクミンには、抗腫瘍活性をはじめとして、抗炎症活性、抗心不全活性、抗菌活性、放射線防護作用などがあることが知られている。発明者はこれまでに、抗腫瘍活性を増強させたクルクミン類縁体（GO-Y-030など）の開発に成功しているが、水溶性が低く、生体内有効性を改善できないという課題があった。 　本発明で、発明者は、チオール基を持つ修飾糖質複合物を側鎖に導入したクルクミン類縁体（GO-Y-199など）を開発し、上記課題を解決した。　　 　本発明で開示される化合物は、NF-κB、pSTAT3、β-カテニン、及び脂肪酸シンセターゼの阻害作用を有する。さらに、HCT116細胞の皮下移植により腫瘍を形成させたマウスを用いた実験において、抗腫瘍活性を示すこと及び、体重減少などの悪影響を与えないことを明らかにした。加えて、MSTO-211H細胞を腹腔内に移植したマウスを用いた実験においても、抗腫瘍活性を示すことを明らかにした。

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　麹菌を用いたタンパク質の生産では、生産目的タンパク質をコードする遺伝子を多コピー導入することが生産性向上の手段の一つとして利用できる。しかし、導入したいDNA断片が染色体の1箇所にタンデムに挿入され、相同組み換えを介した修復が繰り返されると、配列が脱落するリスクがあり、最終的に増産に至らないという課題があった。 　東北大学農学研究科の張先生らは、 1回の形質転換で麹菌の染色体上の複数箇所にDNA断片を導入する方法を開発し、短期間で新たな麹菌を得ることに成功し、上記の課題を解決した。本発明の麹菌は、物質生産性の向上が確認されており、さらに、菌糸高分散性株を宿主とすることで、発酵槽内の培養では低粘度になり、連続培養が可能になると期待される。

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ダイヤモンド中の窒素-空孔中心(NVセンタ)は、量子ビットとして必要な特性を満たし、量子コンピュータや量子センサとしての応用が期待される。また代替材料として、SiCの空孔-空孔中心(VVセンタ)やイットリウムアルミガーネット(YAG)にCeイオンをドーピングした材料が検討されている。ただしこれらの材料はいずれも原料コストが高いことが課題であり、大規模化が難しいことが予測されている。 　本発明は、SiO2やMgAl2O4基板中にCeイオンをドーピングすることで発光中心(Ce3+)を形成できること、及び光検出磁気共鳴(ODMR)の測定結果から量子ドットにおける書き込み操作を実現できることを実証し、低コストで量子ビット・量子センサを実現できる可能性がある。

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