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Ti(チタン)合金は軽量、非磁性、耐食性に加えて生体適合性に優れていることから医療分野で広く応用されている。しかしながら、Tiは抗菌特性が低く、歯科インプラントで応用される際に細菌感染が起きやすい上に、炎症への抵抗力も低いため、一度感染すると急速に進行する。さらに強度不足によって耐用年数に限界がある懸念があり、また例えば歯科インプラント製造は多段階の加工を必要とし高コストなことが課題である。 本発明は、Ti-CuO複合粉末を積層造形した試料において、機械的特性及び抗菌性の双方が優れることを確認した。機械的特性の向上には固溶強化元素Oが寄与しており、抗菌性の向上には積層造形のレーザーによる急冷凝固でCuが過飽和固溶となり粗大なTi-Cu系金属間化合物の形成を回避していると考えられる。
間欠的コンピューティングは、エナジーハーべスティングによる微量かつ不安定なエネルギー供給下における継続的なエッジ演算処理を可能にする。間欠的コンピューティングにおいては、頻発するエネルギー供給の停止前後における処理の継続性の確保が必須である。そのため、不揮発記憶回路（不揮発レジスタ）を活用し、ローカルなデータ転送のみで内部状態を不揮発記憶処理できる不揮発ロジック回路構造が有望な選択肢となる。 従来の不揮発レジスタは、1ビット記憶回路（不揮発フリップフロップ）をビット数分接続する構成であり、1ビットあたり2個のMTJ素子を必要とするため、面積やエネルギーのオーバーヘッドが大きいという課題があった。本発明は共有リファレンス方式と呼ぶ新たなレジスタ構成を提案する。本方式では、1ビットの情報を1つのMTJ素子とリファレンスMTJ素子の間で保持し、シーケンシャルなバックアップ・リストア処理を採用する。これにより、MTJ素子の数を削減し、回路機能を共有化することで、消費エネルギーを49%、面積を34%低減できることをシミュレーションにより確認した。
異種金属の接合技術は、自動車や鉄道、航空機等の移動体において、機体の軽量化を実現し、安全性、スピード性能の向上と、軽量化によるCO2排出削減等に寄与することが期待される。しかし、金属の種類によっては、素材間の相性が悪く相分離し、接合が難しいことが課題となっていた。 発明者らは特許第6710707号広報等に示す脱成分法（デアロイング）により前記の相性の悪い金属同士、例えばFeとMgを接合する方法を開発した。Fe先端にFe-Ni中間層を予め拡散接合し、Fe-Ni中間層をMgと接触させて加熱することで、デアロイングを起こした。中間層からNiのみがMg側へ脱成分され、ポーラス構造を自己組織化するFeの隙間をMgが充填し、接合界面にFeとMgが絡み合った構造を持つ複合組織が形成したことで、強固なFe-Mg機械接合を達成できた。またMg-Ni合金反応に伴う溶融温度の低下を利用することで、被接合材の部材形状を維持したまま、接合界面のみ液相化させ、デアロイングを促進できた。同時に、突合せ圧力をかけ続け、凝固すると脆くなる合金液体を外部に排出した。
不安定なエネルギー供給下でも継続的な演算処理を可能にする間欠的コンピューティングのエッジデバイス実装において，不揮発記憶回路（不揮発レジスタ）を活用し、ローカルなデータ転送のみで内部状態を不揮発記憶処理できる不揮発ロジック回路構造が有望な選択肢となる。 従来の不揮発レジスタは、1ビット記憶回路（不揮発フリップフロップ、NV-FF）をビット数分接続する構成であり、1ビットあたり2個のMTJ素子を必要とするため、面積やエネルギーのオーバーヘッドが大きいという課題があった。これに対して発明者らは共有リファレンス方式（RLSS）という処理により消費エネルギーおよび面積を低減する効果をシミュレーションで確認したが、動作に必要な時間はレジスタのビット数に比例して増加するという新たな課題が生じた。 本発明は差分情報記憶方式（DISS）という方式を提案する。具体的には1ビットのデータを隣り合う2つのMTJ素子の抵抗状態の差分によって保持することで、バックアップ・リストアがそれぞれ2サイクルの動作で可能となり、消費エネルギーおよび面積の低減に加えて、動作時間も従来方式並みに抑える効果をシミュレーションで確認した。
鉄スクラップを用いたリサイクル製錬において酸化除去が困難なCu, Ni, Sn等はトランプエレメントと呼ばれ、鉄のリサイクル原料（スクラップ）の再資源化率を上げられない原因となっている。特にCuは鉄再資源化のボトルネックとなることが予想される。 これに対し発明者らは先願の特許第7515880号において、溶融鉄中のCuイオンのみを選択的に陰極上に電析させる技術を発明した。ただしその実施例はメタル中のCu組成が数%と実操業とはかけ離れた値であり、また硫化物を添加していたため、実操業では脱硫を行う必要があった。 本発明は、反応形態や雰囲気などを調整することで、硫化物を全く添加せずとも、実操業並みのメタル中Cu組成で、脱銅を達成する技術である。
従来のＸ線用モノクロメータは、分光結晶を弾性的に少し曲げ、その後研磨に よって所定の回折が均一に得られるように仕上げが行われている。しかし、この弾性 限界内で変形させた作成方法では、曲率の大きな曲げができないため、大型の Ｘ線装置にしか用いることができないことに加え、弾性変形結晶の保持における変 形量の安定性、経年変化の問題もある。 本発明によって、入射角範囲が広く、集光精度の高い曲率分布結晶レンズを実 現することが可能となった。本発明の曲率分布結晶レンズは、GeまたはSiの(110) 単結晶板を高温型押し成型により塑性変形させて作られることを特徴としている。 また、本発明のＸ線反射率測定装置は、上記の曲率分布結晶レンズを備えるこ とで広角度での集光が可能となり、Ｘ線強度を飛躍的に高めることができる。
血管新生はがん、糖尿病性腎症、心不全、動脈硬化症、神経系疾患などの発症や進行に関係することが知られている。発明者らは血管内皮細胞が産生する血管新生抑制因子Vasohibin1（VASH1）と、そのホモログである血管新生促進因子Vasohibin2（VASH2）、更にはそれらの安定性を高める低分子バソヒビン結合タンパク質Small Vasohibin Binding Protein（SVBP）を発見し、VASH1の作用増強あるいはVASH2の阻害に基づく新たな治療法を開発している（「関連発明」をご参照ください）。 本発明は、低分子化合物ライブラリーからスクリーニングし、VASH1とSVBPの結合を阻害せず、VASH2とSVBPの結合を選択的に阻害する低分子阻害剤を得られた。
芳香族環を含有するカルボン酸化合物は、生物活性化合物やその前駆体として重要な分子構造である。例えば、アスピリンやテルミサルタン等の芳香族カルボン酸、及びアトルバスタチン等の芳香族環含有カルボン酸等の芳香族含有カルボン酸化合物は重要な医薬品として知られている。したがって、芳香族含有カルボン酸化合物を効率的に合成可能な、有機分子のカルボキシル化反応の開発が望まれている。 一方、12Cの同位体13Cを有機分子に導入するのは生体内あるいは化学反応の機構解明に重要である。従来の導入方法では13CO2ガスを13C源として反応させるが、特殊な装置や技術が必要で、ガスの用量を正しく把握するのも難しいという課題がある。 本発明は取扱いしやすい液体状の新規13C固定化剤及びその利用方法に関する。
概日リズム睡眠・覚醒障害の診断には睡眠日誌やアクチグラフ測定が行われるが、長期間記録する必要性やコストから利用者に負担がかかる。また、疾患認知度が低いために、医療機関受診や症状改善処置に至るケースが稀である。 本発明によれば、家電製品やアプリケーションの日々の操作履歴をもとに概日リズム睡眠・覚醒障害が疑われる症状を指摘し、早期に医療機関受診の契機をつくりだすことができる。
酸化ストレスは、活性酸素が過剰に発生してDNAやRNA変異、蛋白質の変性などの生体酸化損傷を増加させる現象をいい、様々な疾病や老化亢進をもたらすと言われている。生体で生じる活性酸素の9割以上が酸素呼吸の場であるミトコンドリアで生じており、ミトコンドリア内では酸化損傷を受けやすいことが知られている。しかし、今まではミトコンドリアに特異的な酸化ストレスマーカーは存在しない。 本発明は初めてミトコンドリアのtRNAに対する酸化ストレスマーカーとしてms2Aを見出し、ミトコンドリア特異的酸化ストレスレベルの評価方法を提供する。
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。
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。
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。
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。
癌の診断には PET（positron emission tomography、陽電子放出断層撮影）、X 線 CT（computed tomography、コンピュータ断層撮影）、それらを組み合わせた PET-CT、MRI（Magnetic Resonance Imaging、 磁気共鳴画像診断）等が利用されている。 しかし、PETとCTでは被曝量が多いこと、さらにPETの空間分解能は低いことが問題となっている。一方、MRI は被曝はないものの、用いられる造影剤が癌細胞に取り込まれにくいという課題があった。 上記課題を解決するために、本発明では単糖とMRI 造影剤からなるMRI 造影剤組成物を提供する[1,2]。本発明により、MRI 造影剤が癌の細胞や組織に取り込まれやすくなり、癌の造影効果を著しく改善でき、より鮮明な画像を用いた検査、研究、磁気ハイパーサーミア等が可能となる。
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。
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!
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
■北海道大学技術のご紹介（HK24-009） 無線通信における伝送容量の大容量化のために、高周波帯域の利用が進められており、基地局における信号処理の負荷の軽減が求められている。具体的には、デジタル光無線技術からアナログRoF(Analog Radio-over-fiber)技術への移行が検討されている。しかし、A-RoFでは基地局における電波の位相制御が困難である為、MIMO(Multiple Input Multiple Output)信号処理も集約局で行う必要がある。しかし、従来のA-RoF通信システムにおいて、アンテナ素子ごとの波長のA-RoF信号の位相を正確に制御する必要があるという課題がある。 本発明によって、波長依存性の影響を受けることなくA-RoF信号の位相を正確に制御するビームフォーミングのためのMIMO信号処理を可能にするMIMO信号処理デバイスおよび光無線通信システムを提供することが可能になった。
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。
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。
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。
水電解技術は次世代燃料として注目されている水素を再生可能エネルギーから生成できる技術であるため、カーボンニュートラル実現のために注目されている。 しかしながら、従来の水電解用電極を用いた場合、過電圧が大きく水電解に必要な電力が増大し、電極に過剰なストレスを与え電極の劣化を早めるという課題がある。これらの課題に対して電極の材料組成の最適化が進められているが十分とはいえない。 本発明は、新しい電極の設計アプローチとして、水電解における化学反応中間体の電子分極又は水分子の振動分極と相互作用を誘起するように電極の表面の形状(ナノ・マイクロ構造)を計算、設計し、それらを電極上に付与することで、過電圧の低下、さらにはTafel勾配の低減に成功したものである。 本発明によって過電圧の低い水電解が可能となり、消費電力の低減及び電極の長寿命化が期待される。
近年、医療への応用を目的とした組織工学による人工臓器や移植材料等のバイオマテリアルの開発が求められている。特に腹膜は、がんの転移に密接に関与することが古くから知られている。例えば、消化管や卵巣などの骨盤内臓器の多くのがんは、腹腔内に遊離し、腹膜に接着して浸潤し（腹膜播種）、さらには血管やリンパ管を介したさらなる転移を引き起こすことが知られている。したがって、マウス等の実験動物よりも、ヒト生体に近い人工腹膜組織の開発が必要と考えられる。 しかし、従来の技術では、腹膜組織におけるin vivoでのがん細胞の増殖や浸潤の再現はできず、血管やリンパ管の構造を持たない等の課題があった。 本発明は、市販の培養器、試薬、培地を用い、8~10日程度の短期間でヒト腹膜の組織構造を高度に再現する三次元ヒト人工腹膜組織及びその製造法に関する。
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。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。
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。
本件は指先に装着して患者に触診を施術し、その触診データを物理的に離れた医療者と共有可能にするよう構成された圧力センサおよびそのセンサを含むシステムに関する。従来、遠隔医療の分野では、患者の診断に触診は積極的に活用されてこなかった。コロナ禍のような感染症が流行している状況においては、対面診断が必要な患者がなかなか医療に繋がりにくい状況もあり、遠隔医療のさらなる改善が求められていた。 発明者らは、触診のためのデバイス技術とともに、触覚情報を定量化し遠隔で再現する方法を開発した。また、5Gを介した信号伝送に必要な触覚情報を高精細な映像と統合する技術を確立し、遠隔での「視覚と触覚」の統合を可能にした。センサで取得された送信側の医師の触覚情報は各ビデオフレームに埋め込まれ、動画と完全同期するとともに空間に紐づけられ受信側へ転送される。その結果、ビデオは触覚情報を含むコンテンツとして機能する。
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。
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。
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)。
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)。
放射線ばくによって、急性放射線症候群による造血組織や腸管粘膜など再生能の高い組織の重篤な損傷から死に至る。急性放射線症候群の大きな特徴としては、被ばく直後には一過性の症状を除き、特異的な症状が現れるのは高線量被ばくであっても数日～1か月後になる点である。迅速に治療方針を決定し、予後を予測するためには、被ばく後の患者の線量評価が不可欠である。 個人線量計は装着後に線量を計測できるが、被ばく事故の際には必ずしも傷病者が個人線量計を装着しているとは限らない。現在、放射線ばく露個体の線量評価で最も信頼性の高い二動原体染色体法では、その解析に高い専門性と数日の時間を要するため迅速性に欠けるという問題がある。 本発明は、放射線ばく露個体の末梢血由来のmRNA発現を解析し、線量依存的に変動する7つの遺伝子をバイオマーカーとする線量評価の方法に関する。
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。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。
メゾスコピック粒子は数十～数百nm程のサイズで、量子サイズ効果とバルク効果の二つが混同あるいは相乗した効果がみられる興味深い物質として、幅広い分野で注目を集めている。製法としては物理的な粉砕等によるトップダウンのアプローチや、化学合成等によるボトムアップのアプローチが提案されている。しかし、「収率」「分散性」「コスト」などの面で課題があり、それらを解決する新規な方法が求められている。 今回発明者は、上記課題を解決しうる新たな製造法として、酵素を用いた「生体触媒ナノ粒子成形法」（BNS法： Bio-catalytic nanoparticle shaping 法）を発明した。 BNS法は、あらゆる酵素分解性物質と有機／無機材料を組み合わせることで、様々なメゾスコピック粒子の作成に応用できる。例えば、コア部位として、半導体量子ドット(QD）ポルフィリン分子、ビピリジン分子、ナノグラフェン等を用いて、それぞれ粒子サイズの揃った単分散に近いメゾスコピック粒子が、安定な水系分散物として得られた。
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。
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