信州大学HOME

facebookCOVID-19english

Menu

研究テーマ

いちおし!

このコーナーでは、約100名の繊維学系所属教員が展開する研究テーマのうち、ホットなトピックを紹介しています。今回は機械・ロボット学科 機能機械学コース、渡辺 健太郎 准教授の研究にフォーカスを当てます。


針状ナノ結晶を同じ向きに密に並べた新材料


(上)酸化亜鉛の針状ナノ単結晶。ナノ圧子で押すと大きく曲がり、離すと元に戻る。
(下)金属電極上に酸化亜鉛の六角柱状ナノ結晶を超高密度・超高配向に作製したナノ構造体。結晶方位が面内&面直方向に揃っている。

外から力を加えて歪ませると両端に電圧が生じる材料のことを圧電体といいます。これら圧電体はライターなどの着火素子や、アクチュエータ、スピーカーなどに使われており、さらに最近では、経年劣化による構造物内部の亀裂を聴診器のように調べる超音波探触子や、身の回りの振動源から電気を得る圧電発電などにも使われ始めています。しかし、既存の圧電材料は室温付近でしか機能せず、振動エネルギーと電気エネルギーを変換する圧電変換効率も不十分なため、これらの限界を打破する新材料が求められています。

機械・ロボット学科の渡辺 健太郎 准教授は、耐熱性の高い圧電体である酸化亜鉛(ZnO)の針状結晶の直径を100nm程度まで細くすることにより、一般的なcmサイズの結晶に比べて約100倍も大きく可逆的に歪むことを実証し、その成果はNature Communications誌やACS Nano誌といった材料科学分野で最高峰の国際紙に掲載されました。現在、渡辺研究室では、ZnOやSiなどの針状ナノ結晶を全て同じ向きに超高密度に並べた、ナノサイズ特有のしなやかで強靭な性質をもつcmサイズのナノ構造体を独自に開発しています。このZnOナノ構造体は、鉛など有毒元素を含んだPZT系の微結晶粉末をでたらめな向きに焼き固めた多結晶体である従来材料とは異なり、耐久性に優れ高温でも機能する、高性能&高機能な圧電材料になります。

バックナンバー

(1) "着る" 生活動作支援ロボット
(2) 省エネで涼しい「発汗パーソナル冷却服」
(3) 自分で考えて行動する「ドローン」
(4) 生き物様プラスチック !? 次世代ナノゲル微粒子
(5) 思いのままにタンパク質を創る !
(6) 熱中症リスクを管理する「スマートフィット®」
(7) 本物の筋肉で動くロボットを創る
(8) 圧倒的に "細い" 繊維 (= ナノワイヤー) を開発 !
(9) ストレス性の男性不妊を救う !
(10) 座り心地の良い鉄道車両シートとは ?
(11) 消防服は炎から消防士を護る科学の鎧
(12) 高分子化学が創る新しい世界
(13) 植物のもつ未知なるチカラを探る旅
(14) 電波を送受信する衣服 !? テキスタイルアンテナ
(15) 脳震盪の発生メカニズムを探る
(16) 自然界の仕組みに学んだ "水" を使った化学
(17) ガラス繊維より硬い "セルロースナノウィスカー"
(18) 動物の組織や臓器から作る医療機器
(19) VR・AR技術を用いた衣服設計
(20) 極細繊維で私達の健康を守るモノづくり
(21) 塩害耐性が向上したイネ栽培品種の作出
(22) モッタイナイ精神から産まれた "ナノシート触媒"
(23) 低炭素社会に向けたバイオマス燃料製造
(24) 羽ばたき型飛行ロボットを創る
(25) 光ファイバーを用いた生体情報の計測
(26) 生物に学び、創り出す未来の新ナノファイバー
(27) ガラス化保存膵島移植による1型糖尿病治療
(28) 炭素繊維でCO2分離・回収やエネルギー貯蔵
(29) 快適さと美しさを兼ね備えた衣服の設計


繊維・感性 / 機・ロボ / 化学・材料 / 応用生物

エース登壇 !! 

夢ナビTALK ・ ミニ講義 

(株)フロムページが制作した「夢ナビ」サイトへとつながり、各学科のエース級教員によるショートトーク (3分) やミニ講義 (30分) の映像をご覧になれます (乾教授と玉田教授は講義資料のみへのリンク)。


先進繊維・感性工学科


上條 正義 教授 (3+30分)


乾 滋 教授
機械・ロボット学科


山口 昌樹 教授 (30分)


小関 道彦 教授 (30分)
化学・材料学科


杉本 渉 教授 (3+30分)


西井 良典 教授 (3+30分)
応用生物科学科


森脇 洋 教授 (3+30分)


玉田 靖 教授

研究紹介


キーワード検索
                 
キーワードの1つをクリックして下さい関係する研究トピックスがここに出ます

研究トピックス一覧 (教員一覧とリンク)









レーザー光線で合成繊維
蚕・繭・シルクのサイエンス
安全・快適なインテリア繊維
価値ある製品を作るには
高性能な繊維を作るには
"せんい" の未来を考える
君がその服を好きな理由
感性のモノサシを創る
究極のオーダーメイド
やわらか〜い高分子材料
英語で感性工学的生涯学習
安全でエコな材料開発
心地を理解, 心地を科学
暑さ・寒さと熱の科学
演算で探る "心地よさ"
美しく快適な衣服作り
製布工学によるテキスタイル
繊維を計測、繊維で計測
繊維の潜在能力を引き出す!








ナノ複合材料・多機能材料
より強く, より軽い材料
新素材カーボンナノチューブ
ヒト・生物を真似るロボット
極限に細いナノファイバー
消防活動の安全を確保する
柔軟素材ロボット, しぶとく動く
流体中で活躍するロボット
唾液分析による生体計測
生体組織のかたちの不思議
生体組織を機械部品として
ダンゴムシに心はあるか?
繰り返し脳震盪の危険性
ウェアラブルロボット・デバイス
柔軟機構の開発と医療活用
流れの制御と飛行ロボット
ナノ結晶機能を配列で顕在化
化学感覚のデジタル情報化技術











未来を拓く機能性ナノ材料
計算で実験するドライラボ
有機化学を駆使して謎解き
不斉反応触媒を合成する
蛍光を放つナノカーボン
印刷でマイクロ化学チップ
高分子膜の謎を紐解く
界面・コロイド化学の探究
先端高分子微粒子の開発
独創的なエネルギー自給
人工光合成システム
バイオミミクリーで拓く未来
次世代の電池技術の最前線
繊維で地球温暖化を防ぐ!
燃料電池を身近なものに
高効率の太陽電池を開発
ミクロな世界の仕組み探求
イカの骨からナノファイバー
リサイクル可能な材料開発
バイオマス資源の有効利用
有機LEDが叶える未来
水棲生物が創るファイバー
生体物質とバイオセンサー
燃料電池をウェアラブルに
あらゆる液体をゲル化する
暮らしを支える高機能繊維
再生医療で活躍する高分子
超分子で作るネックレス?
高分子合成のエキスパート
生体に倣う材料開発
特殊な金属を触媒に
分子組織化が拓く未来材料








微生物の能力を最大活用
生殖工学で迫る受精の神秘
知られざる植物のチカラ!
遺伝子工学するバクテリア
有用タンパク質の探索・量産
多能性幹細胞を自在に操る
生体組織を加工し再生医療に
ゲノム解析駆使で品種育成
細菌のゲノム情報と生存戦略
ヒトの健康と水環境の保全
グリーンイノベーション
蚕・野蚕遺伝資源の保存
再生医療材料となるシルク
枯草菌の潜在能力を引出す
ローテクで新たな環境浄化
バイオセンサーで害虫駆除
昆虫の生存戦略に学ぶ
植物の塩ストレス耐性機構
有用人工タンパク質の創成
強いぞ!クモの糸
ヒトに優しいバイオマテリアル

「研究紹介」デジタルパンフレット (2021年発行)

先進繊維・感性工学科
機械・ロボット学科
化学・材料学科
応用生物科学科

上の写真をクリックすれば当該学科の最初のページからデジタルパンフレットがご覧になれます。

  • 大学院の教育
  • 教員一覧
  • 特色ある取り組み
  • 企業・一般の方へ
  • 在学生の方へ
  • 保護者・卒業生の方へ