研究シーズ

カテゴリ 出展年度 イベント名 テーマ 所属 氏名 概要 SDGs 詳細
土木・建築 2022 信州大学新技術説明会 畳んで運んで現場で橋に!縦横に伸縮するパネルユニット 工学部 水環境・土木工学科 近広 雄希 助教

【新技術の概要】 縦方向および横方向に伸縮可能なシザーズ構造(X字形)の矩形枠を備えた伸縮パネルを開発した。この伸縮パネルを被災現場で展開し、組み合わせていくことによって、仮設橋であるパネル型シザーズ橋を、少人数でも簡単に構築することが可能となる。 【従来技術・競合技術との比較】 直線配置されたシザーズ構造を補強する場合、補強材を後付けする従来の方法では現場作業が必要であった。本技術は、トラス構造物のように上弦材・下弦材・斜材を意識したシザーズ構造のパネルユニットを用いて伸縮パネルを構成することで、強度を高めて長スパン化を図ると共に、施工性の改善を図っている。 【新技術の特徴】 ・パネルユニットの折り畳みが可能 ・パネルユニットの組み合わせで長さの調整が可能 ・仮設作業の簡便化(補強材による後作業が不要であり、輸送が簡易) 【想定される用途】 ・災害で被災した道路や橋の代わりとなる緊急仮設橋 ・伸縮できるパネル構造物 ・知育教材・知育玩具

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機械 2022 信州大学新技術説明会 ヒントはイモムシ!インハンドマニピュレーション可能なソフトロボットハンド 繊維学部 機械・ロボット学科 梅舘 拓也 准教授

【新技術の概要】 曲げ変形と体軸方向のボディの伸縮を駆使して這行するイモムシに着想を得て、曲げと伸縮変形を同時に行うソフトロボットハンドを開発した。柔軟な素材の把持物を傷つけることなく、かつ接触点でなく接触面でしっかり把持したまま、把持物の姿勢を変えるインハンドマニピュレーションを極めて簡便に行うことができる。 【従来技術・競合技術との比較】 把持物の姿勢を変える方法として、硬い剛体と関節による一般的なロボットハンドがあるが、把持してから把持物の姿勢を変えるのには、精密な制御が必要とされる。もしくは、把持前に把持物を持つ姿勢を決めておかなくてはいけない。これらに対し、本技術は狭いスペースでも非常に簡便にインハンドマニピュレーションが可能となる。 【新技術の特徴】 ・曲げと伸縮による変形を同時に行う ・壊れやすい物や形が不規則な物も把持物として対応可能 ・狭い範囲でも制御が可能 【想定される用途】 ・内視鏡や腹腔鏡等の狭い侵襲部で内部展開する器具 ・把持物の姿勢制御が要求されるような組み立て作業の自動化 ・形状が規格化できない製品(例:から揚げなどの食品)の柔軟なピッキングやパッキング

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低炭素・エネルギー 2022 信州大学新技術説明会 ソーラー水素製造の光触媒に!長波長可視光に応答する酸窒化物の製造方法 先鋭領域融合研究群 先鋭材料研究所 久富 隆史 准教授

【新技術の概要】 真空封管中で窒化物と酸化物を合成することで、酸窒化物の組成を制御し、長波長の可視光吸収が可能になった。この酸窒化物に水素生成用、酸素生成用の助触媒を共担持することで、可視光で水素と酸素を生成する光触媒となる。この技術は、太陽光水分解によるソーラー水素製造に応用できる可能性がある。 【従来技術・競合技術との比較】 通常、酸窒化物はアンモニア気流下での熱窒化により開放系で合成され、揮発性元素を構成成分とする場合は組成制御が難しく、長波長可視光吸収型の酸窒化物製造が困難だった。低温での窒化で元素の揮発は抑制できるものの、結晶性の低い酸窒化物しか得られなかった。すなわち、光触媒としての機能性に重要な可視光吸収と結晶性を両立できなかった。 【新技術の特徴】 ・可視光で水から水素と酸素を生成する光触媒 ・組成制御された長波長の可視光を吸収する酸窒化物光触媒の合成技術 ・助触媒が共担持された酸窒化物光触媒を利用した可視光水分解反応による水素製造技術 【想定される用途】 ・水分解反応用光触媒 ・水分解反応による高効率なソーラー水素製造 ・蛍光体・低毒性顔料など

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製造技術 2022 信州大学新技術説明会 表面の撥水性や親水性を向上するレーザー微細加工技術 繊維学部 機械・ロボット学科 山口 昌樹 教授

【新技術の概要】 親水/撥水性、防汚性、無反射などといった新たな物理的機能を発現するナノ/マイクロメートル領域の表面微細構造は、機能的テクスチャと呼ばれ、製品付加価値向上の秘策として期待されている。信州大学では、超短パルスレーザーを用いた機能的テクスチャの設計技術、高速加工技術、および超親水/撥水表面を確立した。 【従来技術・競合技術との比較】 同様な面積・寸法の微細加工を実現できるフォトリソグラフィーと産業実装の観点から比較すると、①転写成形だけでなく直接加工できる、②材料の制限がなく、ガラスにも加工できる、③平面だけでなく曲面にも加工できる、④最速で1平米を1分で加工できる、などの特長がある。 【新技術の特徴】 ・転写成形だけでなく直接加工で表面を作成できる ・材料の制限がなく、金属、樹脂、ガラスなどに加工できる ・平面だけでなく曲面にも直接加工できる 【想定される用途】 ・自動車産業:電気自動車の電池・エネルギー源の電極や流路、各種センサ、シーリングなど ・半導体産業:製造装置や離型性改善など ・医療産業:血栓防止、液漏れ防止、滑り止めなど

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機械 2022 信州大学新技術説明会 磁性コンポジット材で解決!簡易な構造で高効率化を実現する可変界磁モータ 工学部 電子情報システム工学科 佐藤 光秀 助教

【新技術の概要】 磁性コンポジット材(樹脂と磁性粉の混合材料)を回転子に挿入して構成し、可変界磁特性によって、高効率範囲を拡大させたモータ。構成を複雑にすることなく、高速回転時の遠心力に耐えうる機械強度を実現。 【従来技術・競合技術との比較】 可変界磁モータを実現するためには追加装置などが必要で構造が複雑になりがちであるが、本技術は磁性コンポジット材を挿入するのみの簡易的な構造で可変界磁を実現し、効率の改善を可能とした。また、磁性コンポジット材に用いる材料や混合比を変更することで、出力・寸法に合わせた柔軟なモータ設計も可能となった。 【新技術の特徴】 ・広い速度・トルク領域で可変速運転されるモータの高効率範囲を拡大する ・高速回転モータの発熱量を低減し、小型化を実現する ・高速回転モータの機械強度向上を実現する 【想定される用途】 ・電気自動車用主機モータ ・家電用モータ(洗濯機、エアコン、冷蔵庫など) ・産業用モータ(ベルトコンベア、ポンプなど)

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 2022 信州大学新技術説明会 熱収縮しにくい!簡便で低コストに製造できるメルトブロー不織布 繊維学部 先進繊維・感性工学科 冨澤 錬 助教

【新技術の概要】 直径1μm程度のポリプロピレン(PP)メルトブロー不織布に、直径20μm程度のポリカーボネート連続繊維を同時混繊し、課題であったPP不織布の寸法安定性、機械的特性、緻密化を解決した。また複雑であった不織布の生産プロセスを一本化し、コストやCO2削減等、SDGs達成に貢献しつつ、新規特性を付与できる不織布開発プロセスを提案する。 【従来技術・競合技術との比較】 PP不織布はリチウムイオン電池のセパレータに使用されるが、熱収縮しやすい。従来技術に微多孔質ポリオレフィン電池セパレータ膜があるが、細孔の直進性が高い場合、リチウムが針状の結晶で電極表面に析出することがある。本技術では、ノズル及び樹脂の変更のみで多種多様な特性を不織布に付与し、熱収縮性を解決した。 【新技術の特徴】 ・エンジニアリングプラスチックとオレフィン系樹脂の同時押し出しによる混繊メルトブロープロセス ・追加工程を要さないエネルギーロス解消、それでいて多岐特性付与の可能性を実現 ・メルトブロープロセスに繊維の細化プロセス解明の足掛かりにもなり得る 【想定される用途】 ・電池セパレータ ・集塵向けワイピング材 ・耐熱シート

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電子・情報・通信 2022 信州大学新技術説明会 負荷応答に強靭!高効率な降圧DC-DCコンバータ 工学部 電子情報システム工学科 宮地 幸祐 准教授

【新技術の概要】 容量素子と2つのインダクタを用いるデュアルインダクタハイブリッドDC-DCコンバータの負荷応答を改善する回路構成を発明した。具体的には補助のスイッチと容量素子を追加することで、2つのインダクタを負荷急増時に同時に励磁できるようにしたものである。 【従来技術・競合技術との比較】 従来のデュアルインダクタハイブリッドDC-DCコンバータは、回路動作原理から二つのインダクタを同時に励磁することができなかった。これにより負荷が急増した際、どちらか一方のインダクタずつしか励磁されないため、定常状態に戻る時間が長く、出力電圧が目標電圧より大きく下がる課題があった。 【新技術の特徴】 ・少ない追加部品で機能性(負荷応答性能)を向上 ・高い入出力電圧比でも高効率と性能を維持 【想定される用途】 ・車載・サーバー向け高電圧(12V~48V)入力低電圧(1V~3V)出力Point-of-Loadコンバータ ・携帯機器向けのワイヤレス給電  ・光通信用トランシーバ・モジュール

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 2021 nano tech 2022 天然高分子ハイドロゲルの精密成型と機能化 工学部 物質化学科 佐伯 大輔 助教

◆ハイドロゲルファイバーは、生分解性縫合糸や細胞培養基盤などに利用されている。 ◆アルギン酸とカルシウム塩を水相に溶解して紡糸する方法が報告されている→ゲル化速度が速く、均一なファイバーを得るのが難しい。 ◆マイクロ流路中でゲル化反応を緩やかに進行させるため、形状の制御が容易。単線(直径100μm程度)のハイドロゲルファイバーや様々な形状のゲル粒子を精度良く作製可能。並列化によるスケールアップも。

9.産業と技術革新の基盤をつくろう産業と技術革新の基盤をつくろう 3.すべての人に健康と福祉をすべての人に健康と福祉を PDF 動画 詳細
マテリアル・ナノテク・リサイクル 医療・健康・福祉 2021 nano tech 2022 生体にやさしい新規材料:微生物由来生体適合性ナノファイバー 工学部 物質化学科 水野 正浩 准教授

私たちは酢酸菌をテフロンチューブ内で培養することにより、セルロースチューブを作製するし、新たな利用技術についての開発に成功いたしました。 【キーワード】セルロース、酢酸菌、ナノファイバー、生体適合性、アミロイドファイバー、大腸菌、ナノファイバー、生体適合性

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 医療・健康・福祉 2021 nano tech 2022 生体にやさしい新規材料:微生物由来生体適合性ナノファイバー 基盤研究支援センター 生命科学分野 遺伝子実験支援部門 小笠原 寛 准教授

私たちは酢酸菌をテフロンチューブ内で培養することにより、セルロースチューブを作製するし、新たな利用技術についての開発に成功いたしました。 【キーワード】セルロース、酢酸菌、ナノファイバー、生体適合性、アミロイドファイバー、大腸菌、ナノファイバー、生体適合性

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 低炭素・エネルギー 医療・健康・福祉 航空・宇宙 2021 nano tech 2022 "繊維化"でSDGsの可能性を広げ、よりよい社会に 繊維学部 先進繊維・感性工学科 冨澤 錬 助教

繊維化・不織布化をキーワードに材料や分野にとらわれない研究をしていきます。繊維化することで、材料にフレキシビリティや比表面積効果などを始めとする形状特性や繊維独自の繊維構造によって得られる異方性を付与することができます。さらに不織布化は繊維としての形状特性を維持しながら、大量生産などの可能性も秘めています。このため、新規材料の繊維化や繊維電池の開発に取り組んでいます。

7.エネルギーをみんなに そしてクリーンにエネルギーをみんなに そしてクリーンに 9.産業と技術革新の基盤をつくろう産業と技術革新の基盤をつくろう PDF 動画 詳細
マテリアル・ナノテク・リサイクル 医療・健康・福祉 食品・農業 2021 nano tech 2022 プロアントシアニジン重合体の有機合成 先鋭領域融合研究群 バイオメディカル研究所 真壁 秀文 教授

 我々はプロアントシアニジンの一種であるエピガロカテキン4量体、5量体の合成に成功しました。近年、プロアントシアニジンの様々な生理活性が報告されています。しかし、構造類似体が多数存在するため、単一の化合物の精製は不可能です。エピカテキンやカテキンの重合体の合成例は報告されているものの、エピガロカテキンオリゴマーの合成例はありません。社会実装するためにも、今後は化合物の物性や生理活性などの特徴付けが必要です。

9.産業と技術革新の基盤をつくろう産業と技術革新の基盤をつくろう 3.すべての人に健康と福祉をすべての人に健康と福祉を PDF 動画 詳細