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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。
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。
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。
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。
・ 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
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。
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。
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]。
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。 特許出願書類が未公開の為、詳細情報をご希望の方は 下記記載のお問い合わせ窓口からお問い合わせいただけますと幸いです。
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。
tert-ブチルアルコール(TBA)等の第3級アルコールは、第1/2級アルコールに比べて、耐酸化性、ヒドロキシル基の反応性が高いという特色があるため、医薬・農薬・樹脂原料の出発原料として有用である。工業的プロセスの一つとして、イソブタンを高圧下/無触媒でラジカル酸化する方法があるが、このプロセスには高いエネルギー負荷と低い選択性という問題がある。その解決策として、水素存在下、金ナノ粒子触媒を用いた常圧での選択的酸化が報告されているが、この方法でも水素と酸素が共存するため、爆発の危険性が懸念されている。 発明者は、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、金を担持しない周期表第６～９族遷移金属酸化物を含有する固体触媒を用い、従来の水素の代わりに水を用いることにより、分子状酸素を酸化剤として、イソパラフィンを選択酸化して、対応する第３級アルコールを高い選択率、高い生産速度で製造できることを見出した。特に触媒としてCo3O4を用いた場合、生成物におけるTBAの選択性（STAB）が99%と非常に高いことを示した。
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。
せん断応力および接触応力の測定は、ロボット、医療、デジタル、直接肌に触れる商品の開発等様々な分野において重要な情報をもたらす。 一般的にみられる３軸応力センサは厚く固い形状のため、例えば生体内のせん断応力及び接触応力を直接測定することは困難であった。 上記課題を解決するため、発明者はこれまで以下のセンサを開発した。 (1)特許第5688792号※関連特許（2/3） せん断応力と接触応力を同時測定可能な薄型センサ (2)特許第6753615※関連特許（3/3） センサの高集積化技術 (3)特許第7466214号 (1)の原理を基とした、低応力域でも測定可能な積層型センサ本発明は上記技術を組み合わせた、薄型・高集積センサである。 多様な用途への実証実験も行われ、実用化が期待される技術である。
電子デバイスの高集積化に伴い、回路に用いられる金属配線の高温化及び電流の高密度化が進んでいる。そこで問題となるのが、金属疲労によるエレクトロマイグレーション（EM）損傷で、断線故障の恐れがある。そのため、配線の信頼性を評価することが重要である。 従来の信頼性評価法に経験式（Blackの式）等があるが、配線構造ごとの試験が必要で、評価精度にも課題があった。ビア接続を有する多層配線では、EM損傷の閾電流密度が存在するため、従来、閾電流密度の評価研究が行われてきた。しかし、ボイドが発生・成長し、断線に至るEM損傷過程の評価には至っておらず、精度の高い評価法が求められていた。 上記課題を解決するために、高精度かつ簡便に配線寿命や許容電流を評価する手法を開発した。本発明ではEM損傷を支配するパラメータを特定し、配線内部の原子濃度分布のシミュレーションが可能である。また、本手法を活用することで、閾電流密度を向上させる効果的なリザーバ構造の設計も可能となった。
熱電効果は熱電発電・熱電冷却など幅広い分野で応用が進んでいるが、産業利用には高い熱電性能が求められており、新たな熱電材料の開発に向けた研究が活発に行われている。 従来、半導体薄膜において、エレクトロマイグレーション（EM）による熱電効果の影響について研究が行われてきた。また、金属配線においては保護膜の有無によってEM導入後の応力状態が変化することが知られている。 上記の知見から、保護膜を有する熱電半導体に、EMを導入することで熱電性能が向上することを見出した。EMの導入により金属原子が移動し、さらに保護膜で熱電半導体を被覆しEMを導入することで、配線内部に応力の分布が生じ、高い熱電性能を有する熱電半導体の製造が可能となった。
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。
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。
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。
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。
光通信において、光ファイバにはガラス材料が、光波制御素子には結晶材料が用いられており、ガラス材料と結晶材料を接続する際に両者の物性の違いにより信頼性が低下する課題があった。現在主流な光学材料 としてLiNbO3(LN)単結晶があるが、通信の高速・大容量化に伴い高強度光を用いる場合、屈折率変化を起こすことが問題となる。 発明者らは上記課題解決に有用な材料として、光非線形シリケート結晶化ガラスを開発したが、合成時の体積収縮によってファイバ中心に空孔が残り、その空孔で光が散乱してしまうことが大きな課題であった。 本発明は空孔の発生を抑え、光散乱の懸念のないSTS結晶化ガラスの製造に関する。
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。
電気抵抗ゼロの線材や強力な超伝導磁石への応用を目指し、大気圧下かつ液体窒素温度(−196℃)以上で超伝導を示す「常圧高温超伝導化合物」の開発が盛んである。これまでに上市されている銅酸化物系などは磁気異方性が大きい。そのため、例えば線材に適用する場合に、材料の結晶配向を制御しなければならないという課題があった。 本発明は、磁気等方的な常圧高温超伝導薄膜に関する。この化合物は磁気等方的であるため、結晶配向制御が不要であることを最大の特徴とする。右図に電気抵抗の温度依存性を示す。組成によっては、臨界温度が液体窒素温度を超えることが分かる。加えて、右表に上部臨界磁場の比を提示するが、この比が1に近い値を示しているため、磁気等方的であることが示唆される。本発明の化合物は、高い臨界温度と磁気等方的な性質を備え、応用例(下記)にあげる産業分野に好適である。
・従来の液晶ディスプレイは、外部から大きい圧力が加わったり、曲げ変形が強いられた場合、液晶層の厚みが変動して表示が乱れたり、基板スペーサーが破損するといった課題がある。 ・このような課題から、液晶をフレキシブルディスプレイに応用するのが難しかった。 ・そこで、本発明は液晶材料を複数の堅牢なマイクロチューブに詰め、それらを複数配列させて液晶層を形成した。 ・このような構造としたことで、外部から圧力が掛かっても圧力を分散できる構造となったため、前記課題の解決が期待できる。 ・本発明を応用して、液晶ディスプレイにフレキシブル性を付与することも期待できる。
光触媒は光照射下で酸化還元反応を誘起する材料である。特に、ダウンヒル反応（有害・汚染物質の酸化分解）に有効で、紫外光応答性の酸化チタン（TiO2）が既に実用化されている。しかし、TiO2光触媒技術は、太陽光スペクトルを踏まえると、対象が少量・低濃度物質に限定されており、暗所下では光照射下と同様の酸化分解処理は決して誘起されないという課題があった。 発明者は有機p-n接合体の光電極・光触媒として適用するための研究に取り組む中で、有機p-n接合体がチオールの酸化に対して, 暗所下でも触媒として作⽤(＝デュアルキャタリシス) することを⾒い出した［1］。さらに, 鋭意研究を進めた結果, 有機p-n接合体に助触媒を担持することにより、デュアルキャタリシスの対象をギ酸、過酸化水素、ヒドラジンに拡大することに成功した。 デュアルキャタリシスは、TiO2には備わっていない新しい触媒作⽤である。有機p-n接合体および助触媒の選定により、環境浄化⽤途の触媒として、適⽤範囲及び市場規模の拡⼤が期待される。
光触媒は光照射下で酸化還元反応を誘起する材料である。特に、ダウンヒル反応（有害・汚染物質の酸化分解）に有効で、紫外光応答性の酸化チタン（TiO2）が既に実用化されている。しかし、TiO2光触媒技術は、太陽光スペクトルを踏まえると、対象が少量・低濃度物質に限定されており、暗所下では光照射下と同様の酸化分解処理は決して誘起されないという課題があった。 発明者は有機p-n接合体の光電極・光触媒として適用するための研究に取り組む中で、有機p-n接合体がチオールの酸化に対して, 暗所下でも触媒として作⽤(＝デュアルキャタリシス) することを⾒い出した［1］。さらに, 鋭意研究を進めた結果, 有機p-n接合体中のp型半導体(FePc)が過酸化水素の存在下で酸化分解されることにより, その場で過酸化水素に対する助触媒を生じ, 結果として, 有機n型半導体によるデュアルキャタリシスの発現を見いだした。 デュアルキャタリシスは、TiO2には備わっていない新しい触媒作⽤である。有機p-n接合体および助触媒の選定により、環境浄化⽤途の触媒として、適⽤範囲及び市場規模の拡⼤が期待される。
Mo材は、高温で耐熱性に優れる材料として知られている。Mo材は高温で容易に酸化してしまうため、酸化防止のためのMoSi2保護膜を形成することが不可欠である。Mo材表面にMoSi2保護膜を形成すると、MoSi2表面にSiO2膜が生成される効果により、Mo材内部への酸化の進行を防ぐことができる。従来方法として、パックセメンテーション法が知られている。この方法は、安定してMoSi2膜を形成できるが、処理条件が1000℃以上・10時間以上と高コストであることが課題であった。 本発明は、処理浴に母材を浸漬（例えば800℃・15分）するだけで、Mo／W材表面にMoSi2／WSi2膜（例えば30 μm）を形成する方法に関する。本方法の最大の利点は、処理浴への浸漬という方法を用いることにより、処理できる形状の制限が無い点である。脆いMoSi2／WSi2を加工するのではなく、母材を製品形状に加工した後に、処理浴へ浸漬させ珪化を行うことが可能である。本発明を施したMo材は、高い耐高温酸化性を示すことが確認されており(右表)、従来より簡便な珪化手法として有用である。
SASを放置すると、心血管疾患などの合併症が発症し、重篤な症状に至る危険がある。しかし、SASの症状は自覚しにくく、日本では20人に1人が潜在的な患者とされる。緑内障の患者はSASを併発する可能性が高いと知られているため、緑内障患者にSASの検査を推奨するのは有益だが、すべての緑内障患者に検査を施行するのは現実的ではない。 本発明は、緑内障患者がSASに罹患している可能性を判断するための、眼科医を対象とした機械学習モデル及びそれを搭載したアプリに関するものである。リクルートした500名以上の緑内障患者を対象に、基本的な眼科検査と共に、年齢、性別、BMIの情報収集及び在宅睡眠SAS検査による睡眠時の酸素濃度測定を行った。睡眠時の酸素濃度がベースラインより下回る回数/１時がある基準より多い患者をSAS患者と定義し、全身パラメータと眼科パラメータを組み合わせてSAS患者を予測する機械学習を施行した。本アプリは問診の回答や全身パラメータ、及び視野検査を含む緑内障検査結果などの眼科パラメータを入力することで、SASに罹患している可能性を高い精度で算出できるものである。
チタン材料は、軽量で高い破壊靭性を示す材料として、人工歯根、人工骨等に広く用いられているものの、骨と結合しない。そのため、チタン材料上に人工骨として用いられるハイドロキシアパタイトの被膜層（コーティング層）を設けることが検討され、そのための技術としてプラズマコーティング、化学的コーティングといった種々のコーティング方法が検討されている。本発明は、従来の方法より効率的にハイドロキシアパタイトのナノ針状結晶をチタン基材上に析出させることが可能な、表面処理チタン基材及びその製造方法に関する。
熱電材料の無次元性能指数ZTの算出には、熱電能・電気伝導率・熱伝導率の3種の物性値を個別に測定する必要があるため、現状は3種類の試料調整や温度依存性の測定に長い時間を要している。 また、ゼーベック効果を利用した従来の縦型熱電変換だけではなく、異常ネルンスト効果を利用した横型熱電変換が注目されている。しかし、横型熱電材料の薄膜試料のZT測定においては、3種の物性値ごとに異なる試料を用意する必要があり、試料の個体差により界面状態が異なるため正確な測定が難しい課題があった。 本発明は横型熱電材料の薄膜試料における3種の物性値の一括測定を達成する測定法に関する。同一試料・一つのセットアップで測定できるため、薄膜試料の個体差の影響を受けず、測定の簡易・迅速化を達成する。
本技術が対象とするワイヤーハーネス（WH）は、主に自動車に使用されており、各部品間を接続する細線の束で構成され、電気的信号の伝達や電源供給を担うものである。将来の電気自動車の普及に伴って需要が高まると予想されており、使用済みWHを効果的にリサイクルする技術開発が強く求められている。国内資源の確保ならびに脱炭素社会の実現に向けて、金属リサイクルは勿論、被覆材であるプラスチックのリサイクル実現が鍵となる。使用済みWHの分離技術としては、ナゲット処理が一般的であるが、細かく粉砕された銅線等と被覆材が混入し、リサイクル材としての利用が難しいという課題があった。 本発明は塩ビ被覆材を有機溶媒で膨潤させたうえで、ボールミル装置内で適度な衝撃を与える事によって、樹脂被覆材や銅線の細粒化を抑えつつ、銅線と塩ビ被覆材を剥離、選別、回収を可能とする。
Unetは医用画像のセグメンテーション用に開発されたネットワークでありデノイズ処理に活用されてきたが容量が大きく、近年のスマート医療で想定されるような画像転送による遠隔診断への活用の障壁となっていた。 本発明の「LWBNA-unet」は効率と計算リソースの削減に焦点を当てて設計され、従来のUnetモデルと比べ約10倍の軽量化に成功した。LWBNA-Unetは、チャネル幅を変えることによってチャネルを通る情報の流れを制御するのと同様に、チャネルの数が徐々に減少するチャネル制御を行うことで、画像内の不要な特徴の識別能が向上し、複雑でノイズの多い画像を含む医用画像の特徴を正確に捉えることを可能とした。また本手法は、画像内の解剖学的または病理学的な特徴を識別しセグメント化するだけでなく、異なる疾患カテゴリに分類することができることから、疾患の検出と分類のための学習が可能である。したがって、従来のUnetやDeepLabv3+などと比較して、同一条件下で繰り返しトレーニングを行うことで、その再現性と精度が強化されることが示され、医療画像の解析において非常に有用である。
光を用いた量子計算ではガウシアンボソンサンプリング（GBS）という計算方式が用いられ、入力光として1モード真空スクイーズド光（SMSV）という量子重ね合わせの特性を有する光を用いる。大規模なGBS装置の実現には光回路を既存の光ファイバより高密度に集積させる必要があり、そのためのプラットフォームとしてシリコン細線導波路の適用が期待される。しかし、シリコン細線導波路においてSMSVの発生例はほとんどない。 SMSVの発生には2波長励起光パルスが必要であり、第1と第2の光パルスをそれぞれ別の光路に分離させた後に合成させる先行技術がある。しかし、例えば温度変化によって各光路長が変化することで、第1と第2の光パルスの位相差が時間的に変化し、SMSVの正確な測定ができないことが問題となっていた。またSMSVに混入する雑音光子の時間的な揺らぎも正確な測定の障害となっている。 本発明は特殊な光波長フィルタを用いて第1と第2の光パルスを完全に同軸の経路へと出力することで、前述の位相差の時間的揺らぎを除去し、雑音光子を時間的に安定化させたSMSVを得る技術に関する。
近年、ランダムな出力信号を発生できる固体素子として、磁気トンネル接合素子(MTJ)が注目されており、確率論的コンピューティングシステムに用いられる乱数発生ユニットへの応用が期待される。しかし、熱擾乱によって自由層の磁化方向を揺らぎやすく設計した超常磁性MTJは、異方性磁場が小さく設計されていることから、数mT程度の外部磁場に対しても敏感に反応してしまい、外部磁場の影響を受けやすいという課題がある。 本発明は外部磁場に対する動作安定性(ロバスト性)に優れ、確率論的コンピューティングシステムに適した超常磁性MTJ、およびそれを用いたコンピューティングシステムの社会実装を後押しする技術である。
ロケットエンジン用ターボポンプに用いられるような高速回転ポンプでは、ポンプ入口部でキャビテーションが発生する。そのため、インデューサと呼ばれる吸込性能に優れた螺旋状の補助羽根車をポンプ主羽根車の前方に取り付け、安定した液体の昇圧と輸送を図るようにしている。また、インデューサにおけるキャビテーションに伴う不安定現象や非対称現象を抑制するために種々の技術が提案されている。しかし、従来の技術では、加工が困難だったり、軸振動や重量が増加したりするという課題がある。 本発明はインデューサにスリット（切欠き）を設け、スリットの位置、深さ、幅の条件を最適化することで、上記課題の解決をはかった。具体的には、以下の特徴を有する。 ・インデューサの各翼に軸対象にスリットを設ける ・翼の外周側のスロート入口より上流側にスリットを設ける ・スリットの径方向内側への長さは開口幅よりも短く、幅広い形状 このような構成とすることで、インデューサの昇圧性能を維持しつつ、不安定現 象を抑制することが可能となった。
作物の新品種を創出するためにゲノム編集技術が注目されているが、これまでのゲノム編集技術は機能既知遺伝子の機能欠損が中心で１ 段階の表現型しか得られなかった。 本研究では、保存配列CNSのゲノム編集により遺伝子発現を精密に調整して有用な農業形質を作出するためのプラットフォームを提案する。 本技術の活用により、より多様かつ精密な形質の改変が可能となり、実用的な新規農作物の開発が加速されることが期待される。
マグネシウム蓄電池は、マグネシウムがもつ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蓄電池の有力候補として研究・開発が進められている。従来、実用的なマグネシウム蓄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1 V程度と低く、より特性の良い正極材料の探索が進められていた。 本発明は、不規則岩塩型構造をもつ材料系に着目し、上記課題を解決するために研究を進め、正極材料として結実したものである。材料を構 成する元素組成を工夫することで、従来は困難であった可逆的かつ実効的なマグネシウムカチオンの挿入・脱離を実現することに成功している。その結果、従来よりも高い容量を持ち、サイクル特性も向上した正極材料を提供する。
・ナノバブルとマンガン系無機イオンを組み合わせることで、強力な酸化力をベースとした殺菌・消臭剤の製造に成功した。 ・オゾン水には殺菌・脱臭効果があるが、その効果は数時間程度で消失する。発明者はオゾンを含むマイクロバブルと微量なマンガンを組み合わせることで新しいタイプのオゾンナノバブルの製造に成功した。この水は通常のオゾン水と同様の効果を持ちながら、生体への細胞毒性が極めて低い。そのため生体に対して直接に利用することも可能である。 ・また上記ナノバブルについて、製造工程でpHの調整、原料の変更を行ったことで沈殿物の発生を大幅に減らし製造工程を改善すことに成功した。 ・本発明により製造された過マンガン酸イオンを含むナノバブル水は長期安定性や殺菌効果、経口、細胞毒性が無いことも確認されており、 製造過程においても高スループットが実現できることから、広く消臭剤や殺菌剤に応用することが期待できる。
・ナノバブルは安定化した微小な気泡であり、これを含む水には実用的な効果が期待されている。各種の試薬との組み合わせにより、特異な 効果を発現することも明らかになっている。洗浄や殺菌、抗ウイルス効果だけではなく、植物や動物の細胞活性にも注目が集まっている。 環境、医療、工学といった様々な分野での応用検討が進められている。 ・本発明ではナノバブルの製造工程で微量な鉄イオンを添加したことにより、粒径が10nm程度であるナノバブルの製造に成功した。その 表面には2nm以下の凹凸構造があり、ナノ粒子(中空ナノシェル)としての側面を持つ。 ・上記中空ナノシェルは水溶液中に数百億個/ｍL以上の濃度で極めて安定に分散している。他のナノ粒子や量子ドットと異なり、安定化剤を必要としない。細胞毒性もほぼ皆無であるため、生理活性作用を目的としたバイオ・医療分野での応用も可能である。
近年、従来の化石燃料に代わるエネルギー資源として、メタンハイドレート(MH) が注目されている。MHからメタンガスを解離させ回収する方法には、MH層を加熱もしくは減圧する、加熱法と減圧法が提案されている。しかし、加熱法は回収したメタンガスによって生産されるエネルギーよりも、水を加熱するために消費するエネルギーが上回ってしまうという課題がある。一方、減圧法はメタンガスが解離する際の吸熱反応で、MH層が凍結してしまい、効率的にメタンガスを回収することができないという課題がある。 本発明では、複数井戸を掘削し、二酸化炭素を溶解するとともに加熱された海水を注入し、予熱された注入井を後に生産井として利用することによって予熱と回収を効率良く行い、メタンガスを回収するシステムを開発した。 また、メタンガスを電気エネルギーに変換し、その際放出される熱エネルギーをメタンガスの回収に利用することで、より効率的かつ環境に対してやさしいシステムとして運用が可能である。
近年、自動車用部品はCO2排出量削減・低燃費化の観点から軽量で強靭な球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）の開発が進められている。また、 製造コスト削減の観点から、ダクタイル鋳鉄を生産性の高いダイカストで行う取り組みがされてきた。従来の金型鋳造では、チルの発生を抑制するために熱処理を行う必要性があった。また、製造した球状黒鉛鋳鉄の球状黒鉛の個数は少なく、強度や伸びなどの機械的特性が充分に得られなかった。本発明はフリー窒素によるチル化抑制技術と、半凝固鋳造技術を組み合わせることで、熱処理を行わないアズキャストの状態で、球状黒鉛をより一層超微細化・均一化させたダクタイル鋳鉄を得ることが可能になった。
新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）による新型コロナウイルス感染症（COVID19）に対する予防・早期の治療薬開発が望まれる。本発明はSARS-CoV-2の細胞侵入に必要とされるACE2・TMPRSS2（膜タンパク質）の発現を抑制する物質Stanniocalcin-1(STC1)に関する。 ・有効性：Bleomycine肺障害誘導マウスに、 STC1を1回のみ経気道投与し、Day3及びDay14に肺を摘出してACE2・TMPRSS2の発現量を測定した。その結果、 STC1はACE2・TMPRSS2の発現を抑制することが明らかとなった（図1）。 以前の研究より、STC1の抗線維化・抗炎症作用を有することがわかっている（関連文献1）。つまり、 STC1はCOVID19のウイルス細胞内侵入、肺障害、サイトカインストームを同時に抑制し得る。 ・安全性： STC1は生体由来であり、経気道投与を用いればウイルスの全身移行を抑制できること、0.1mg/kgの少量投与でも効果があることにより、安全性は高いと予想される。 この投与量はヒトの吸入療法に置き換えても現実的な量である。
治療方法として消炎剤の投与、人工関節置換術などが行っているが、失われた軟骨組織は回復できないという課題がある。本発明はビスホスホネート（BP）の一種類製剤MPMBPの軟骨形成促進作用に関する。右図に示すように、卵巣摘出エストロゲン欠乏性骨粗鬆症モデルラット （OVXラット）の下顎頭にトルイジンブルー染色し、MPMBP投与により、OVXで減少した軟骨層（軟骨細胞層＋肥大軟骨細胞層）の厚さが増 加したと解明した。増加した軟骨はプロテオグリカンを豊富に含んでおり、骨粗鬆症で減少した軟骨層のプロテオグリカンを正常な量に回復した。さらに、軟骨下骨層の破骨細胞数が減少したことも確認できた（データ未掲載）。
放射能測定装置を用いたガンマ線の測定では、食品などの被測定物内でのガンマ線の自己吸収が無視できない為、自己吸収を補正する必要がある。従って、被測定物を細かく砕いてマリネリ容器に隙間なく詰め込み、放射能測定を行っている。しかし、被測定物を切り刻んで詰め込む作業は煩雑で、手間が掛かっていた。また、食品が細かい状態に砕いてしまうため、測定に使用した食品を流通させることができないという課題がある。 本発明によって、食品などの被測定物を細かく破壊することなく、簡単にその被測定物の比放射能を測定することができる非破壊放射能測定装置およびその放射能測定方法を提供することが可能になった。本発明の非破壊放射能測定装置は、ガンマ線検出部と、計数部と、質量計測部と、被測定物の比放射能を算出する算出部を有している。これによって、食品などの被測定物を切り刻むこと無く、そのままの状態で簡単に短時間かつ高精度に放射能測定が行える。
従来、電子線ホログラフィーを用いて、各種物質内のナノスケールでの電場や磁場を可視化したり、帯電による電子の動きを可視化したりすることが行われてきた。しかし、試料に印加した磁場が試料表面や試料表面近傍に存在する二次電子に対してどのような影響を与えるかについては、未だ可視化して評価することができないという課題があった。 本発明によって、磁場の印加が試料表面や試料表面近傍に存在する二次電子に対して与える影響を可視化して評価することができる電子線ホログラムの作成方法、磁場情報測定方法および磁場情報測定装置を提供することが可能となった。本発明は、試料に磁場を印加した状態で試料の 影響を受けた電子線からなる物体波と、試料の影響を受けない電子線からなる参照波とを干渉させて電子線ホログラムを作成することを特徴とする。
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