研究シーズ

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低炭素・エネルギー 2023 信州大学新技術説明会 ソーラー水素製造のための光触媒表面・バルクの設計方法 工学部 物質化学科 影島 洋介 准教授

【新技術の概要】
太陽光エネルギーを水素に変換する「人工光合成」の高効率化を実現させるための、粉末光触媒の表面及びバルクの設計方法を開発した。具体的には、水素生成活性を向上させる新しい表面修飾方法としてホスホン基修飾を開発した。また、近赤外領域までの長波長光を吸収可能な新材料による水素生成方法を開発した。
【従来技術・競合技術との比較】
これまで溶液内での反応物供給過程を促進可能な手法は、一部の電解液の設計に限られていた。光触媒表面に固定化したホスホン基は溶液中でのプロトン供給を促進させるため、表面設計の新たなアプローチとなる。また、近赤外領域まで吸収可能な材料を開発することで、太陽光の内で利用可能な波長域を拡大させることができる。
【新技術の特徴】
・触媒活性点へのプロトン供給を促進可能となった
・太陽光スペクトルの大部分を利用可能となった
・光触媒のバルク組成の制御によって利用可能な波長域を制御可能である
【想定される用途】
・水分解(水素製造)
・化成品合成
・有機物分解(環境浄化)

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アグリ・バイオ 2023 信州大学新技術説明会 SDGs農業を促進する共生微生物の培養・貯蔵技術 農学部 農学生命科学科 齋藤 勝晴 教授

【新技術の概要】
アーバスキュラー菌根菌(AM菌)は作物のリン吸収を促進させる共生菌類である。AM菌は土壌改良資材として農業利用されているが、資材の製造には植物との共培養が必要である。我々は脂肪酸であるミリスチン酸を投与することでAM菌の単独培養に成功したが、低温貯蔵後に胞子の発芽活性が失われることが課題であった。この問題を脂肪酸ミックスの投与で解決した。
【従来技術・競合技術との比較】
現在流通しているAM菌資材は植物共培養により製造され、植物病原菌などの雑菌が混入するリスクが残る。また、この資材は年1回しか製造できず、製造工程も煩雑である。AM菌の単独培養で製造された資材には雑菌が混入するリスクはほとんどない。生物活性を保ったまま低温貯蔵できることから、周年的に製造でき、作物への接種時期にあわせて出荷できるようになる。
【新技術の特徴】
・難培養共生菌であるAM菌の純粋培養技術
・AM菌の低温貯蔵後も生物活性を保持させる培養技術
【想定される用途】
・純粋培養に基づくAM菌資材の高品質化
・低温貯蔵性改良に基づくAM菌資材の製造・流通の安定化
・AM菌の環境保全型農業への利用

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アグリ・バイオ 2023 信州大学新技術説明会 凍結保護剤を用いない細胞の凍結保存技術開発 繊維学部 機械・ロボット学科 秋山 佳丈 教授

【新技術の概要】
これまでの細胞の凍結保存には、保護剤が必須であった。本技術は、インクジェットによる微小液滴を利用した超瞬間凍結によって、世界で初めて保護剤を用いない凍結保存を可能にした。
【従来技術・競合技術との比較】
従来の凍結保存で必須だった凍結保護剤は、一般に細胞毒性だけでなく幹細胞の分化状態への影響が報告されている。本技術は、インクジェット技術により細胞や微生物を微小液滴化することで従来にない速度での急速凍結および解凍を可能にし、凍結保護剤を用いずに凍結保存できるようにするものである。
【新技術の特徴】
・インクジェット液滴を利用した超瞬間凍結
・凍結保護剤を用いない細胞や微生物の凍結保存が可能である
【想定される用途】
・幹細胞等凍結保護剤の影響を受けやすい細胞の凍結保存
・従来凍結保存が困難だった細胞や微生物の凍結保存

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環境保全・浄化 2023 信州大学新技術説明会 ナノ材料フリーで実現した高透水性・高分離性能のナノろ過膜 工学部 物質化学科 佐伯 大輔 助教

【新技術の概要】
製膜後に部分的に分解する機能性アミンを用いて、ポリアミドからなる高透水性ナノろ過膜を開発した。分離性能を維持しながら従来の市販のナノろ過膜を大きく超える透水性を実現した。分離特性を制御することもできる。
【従来技術・競合技術との比較】
従来のポリアミド水処理膜と同様の製造方法で、カーボンナノチューブやグラフェンなどの先端ナノ材料を用いることなく、それらの材料を用いたナノろ過膜に匹敵する性能を実現した。より低エネルギーで、分離を行う事ができる。
【新技術の特徴】
・ナノリスクの可能性が懸念されるあるナノ材料を用いない
・既存のポリアミド水処理膜の製造プロセスを用いることが可能である
・低エネルギーで膜分離を行うことが可能である
【想定される用途】
・浄水
・製造プロセスにおける分離精製
・排水からの有用物回収

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アグリ・バイオ 2023 信州大学新技術説明会 抗炎症・抗ウイルス製品の開発に向けたエピカテキンガレート2量体の効率的合成 先鋭領域融合研究群 バイオメディカル研究所・生体分子イノベーション部門 真壁 秀文 教授

【新技術の概要】
プロアントシアニジンは縮合型タンニンの一種で、 様々な生理活性を有することが知られているが、天然には多数の構造類似体が存在する。特に、エピカテキンガレートの重合体は炎症抑制、抗ウイルス等、顕著な生物活性を有することを学内の共同研究で明らかにしている。本技術では、エピカテキンガレート2量体の効率的な化学合成を達成した。本手法を用いることで、エピカテキンガレート2量体の量的確保が可能であるため、今後の応用が期待される。
【従来技術・競合技術との比較】
天然物に含まれるエピカテキンガレート重合体は微量かつ化学的に不安定のため、量的抽出は困難。合成例はあるが、煩雑な手法が多かった。本技術は、エピカテキンガレート2量体を効率的に合成可能であるため、新しい機能の開拓や生物活性の探索及び合成品を標準サンプルとした機能性分子の分析が進められることとなり、高機能製品開発に役立つ。
【新技術の特徴】
・入手困難であった機能性ポリフェノールであるエピカテキンガレート重合体の供給が可能となった
・エピカテキンガレート2量体は、炎症抑制や抗ウイルス活性があることを見出しており、その応用が期待される
・エピカテキンガレート2量体を化学分析における標準品としての供給が可能となった
【想定される用途】
・抗炎症用ハンドクリームなど
・殺菌、抗ウイルス用うがい薬やスプレーなど
・手荒れ防止用化粧品など

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アグリ・バイオ 2023 信州大学新技術説明会 連続式・次世代ウェアラブルデバイスを可能とする革新的な計測技術 繊維学部 機械・ロボット学科 山口 昌樹 教授

【新技術の概要】
抗原抗体反応 (イムノアッセイ) は、抗体さえ入手すればほとんどのタンパク検出に適用可能な優れたセンシング技術で、抗臨床検査ではイムノアッセイに基づくバイオセンサが主流である。しかし、抗体を再利用するためには解離液で抗原を解離する必要があり、この様な試薬の補給が必要な方法では生体装着して時系列的なモニタリングを実現する小型デバイス化ができない。本技術の光抗体再生法は、可視光照射のオン/オフだけで抗原抗体反応を再生できる革新技術である。
【従来技術・競合技術との比較】
ポータブル式、及び卓上式等のスタンドアロン型のバイオマーカー測定装置は、小規模な医療機関での初期診断には非常に有用であるが、一定レベル以上の病院では検査数も多く臨床検査技師や看護師を含め検体測定システムが整備されており、ポータブル式、及び卓上式のスタントアロン型の普及は限定的。装置の患者自身での操作は難しく、出口とすべき在宅検査にも適していない。
【新技術の特徴】
・LEDなどの光源による光のオン・オフだけでセンサを再生できる
・気体および液体の時系列的な連続モニタリングを実現できる
・消耗品が無いバイオセンサにでき、長寿命化、メンテナンスフリーに寄与
【想定される用途】
・次世代ウェアラブルデバイスとなる携帯化ができ、医療だけでなく健康モニタリングに活用できる
・再生型センサを連続モニタリングに活用すれば、水質・空気質の監視など環境計測に有効
・大型の医療用分析装置へ適用すれば、部品点数の削減、小型化、メンテナンスフリー等を図れる

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 2022 nano tech 2023 融合モノマー×重合化学でつくる分解性/リサイクル性プラスチック 繊維学部  化学・材料学科 髙坂 泰弘 准教授

加水分解で原料を再生する循環型ビニルポリマー.粉末をたたくだけで生成し,アミンを練り込んだら分解するポリエステル.モノマー設計,重合設計で官能基を巧みに配置し,多様な分解性材料を生み出す技術を紹介します.

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 食品・農業 2022 nano tech 2023 バイオマスを使いつくせ! 液密亜臨界制御による水熱反応技術 工学部 物質化学科 天野 良彦 教授

私たちは、食品残差などの未利用資源から、化学薬品を用いることなくワンストップで有用素材を製造できる「液密亜臨界制御による水熱反応技術」を確立しました。この技術のキーワードは、ずばり「ナチュラル」。この最新技術を用いれば、植物細胞壁を構成する糖質を高収率で回収することが可能です。食品廃棄物から高付加価値商品を生み出せます。食品廃棄物を有効活用する「サーキュラーフード」の取組を加速させる技術です。

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 15.陸の豊かさを守ろう陸の豊かさを守ろう 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 2022 nano tech 2023 窒素ドープしたダイヤモンドライクカーボンコーティングによる抗菌性インプラントの開発 先鋭領域融合研究群 バイオメディカル研究所 羽二生 久夫 准教授

本研究では、窒素をドープしたダイアモンドライクカーボン(N2-DLC)を表面コーティングした整形外科用インプラントは、高い骨接合性と広範囲な抗菌性という相反する特性を有することを明らかにし、窒素ドープの条件が生体親和性と抗菌活性の両立に大きく影響することも確認してます。N2-DLCの表面コーティング技術は、医療用インプラントだけでなく、抗菌環境が求められる医療器具で広く利用できると考えています。

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 医療・健康・福祉 2022 nano tech 2023 微細流体技術を利用した生体組織グラフトの開発 医学部 泌尿器科学教室 今村 哲也 助教

未分化細胞を用いた生体組織への再生分化技術が進歩し、生体組織の再生医療の実現が期待されています。臨床応用に向け、立体的組織構造体の製造プロセスの確立が最重要課題であり、医工学連携による本研究では生体高分子からなるハイドロゲル材料の精密な微細成型を行うためのマイクロ流体デバイス、ファイバーや粒子の形状を成型できる技術を利用し生体分子や微粒子の担持、生体高分子の機能化(応答性付与)に取り組んでいます。

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 医療・健康・福祉 2022 nano tech 2023 ハイスピードカメラを用いた尿線解析による排尿機能評価法の開発 医学部 泌尿器科学教室 皆川 倫範 講師

現行の排尿機能検査法には、簡易に測定できるが詳細な評価ができない尿流測定検査と、詳細に評価ができるが尿道・直腸にカテーテルを挿入しなければならない膀胱内圧測定検査がある。今回我々は、ハイスピードビデオカメラを用いた尿線観察を行うことで、カテーテル無用の低侵襲排尿機能検査法の確立を目指し、研究を行っている。先行研究では、尿線の形状と排尿機能との関連が示され、その有用性が期待される。

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 計測・分析 2022 nano tech 2023 簡便な溶媒抽出用の手動遠心分離器と組み合わせたナノ粒子を用いた化学剤スクリーニング 理学部 化学コース 髙橋 史樹 准教授

化学剤のうち,分解性が低く,環境中で長期の汚染が懸念されているVX剤による事案は社会問題として提起されています。そこで,金ナノ微粒子の色調変化を利用した簡易スクリーニング分析によるVX剤の検出法を提案しました。本研究では,幅広い分析分野および分析資料に対応するため,電源フリーで溶媒抽出できる手動遠心分離器と組み合わせたスクリーニング検出法として考案したため紹介します。

6.安全な水とトイレを世界中に安全な水とトイレを世界中に 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 PDF 動画 詳細
マテリアル・ナノテク・リサイクル 2022 nano tech 2023 ナノ空間の分子を見る 先鋭領域融合研究群 先鋭材料研究所 飯山 拓 教授

活性炭、ゼオライト等のナノ空間中の分子現象の解析手段の紹介

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マテリアル・ナノテク・リサイクル 計測・分析 2022 nano tech 2023 発光性有機固体材料の研究と応用 教育学部 理科教育コース 伊藤 冬樹 教授

発光性の有機結晶の結晶多形に由来する光機能や発光性プラスチック材料に関する研究紹介を行います.

4.質の高い教育をみんなに質の高い教育をみんなに 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
カーボンニュートラル 2022 イノベーション・ジャパン2022~大学見本市&ビジネスマッチング~Online リサイクルプラスチックの商品価値を上げるセルロースナノファイバー 先鋭領域融合研究群 先鋭材料研究所 野口 徹 特任教授

【技術概要】
CNF/高分子複合材料の調製法として、CWSolid法の基本技術を研究開発しました。開発した方法によってCNFを凝集させることなく高分子材料へ複合化させることに成功しました。開発したCNF複合体の特性評価と補強メカニズム解明を進め、この革新的新材料を応用した農業用資材の研究開発を実施しています。 また、トマト廃棄物などの未利用・低利用農林水産物からのCNF作製とその評価、廃棄プラスチックとCNFの複合化による新たなマテリアルリサイクルの創出にチャレンジしています。
【従来技術に対する新規性・優位性】
廃棄プラスチックに農林水産物資源から作製したCNF及びナノカーボンを混合したナノナノ複合材料の製造、CNFの特性を十分に発揮した複合材を利用する高性能農業用資材をはじめとした各種産業用資材の開発
【シーズが社会に与えるインパクト】
施設園芸での廃棄プラスチックの高効率リサイクル体制構築とCNFの農業分野での実用化

13.気候変動に具体的な対策を気候変動に具体的な対策を 動画 詳細
ライフサイエンス 2022 イノベーション・ジャパン2022~大学見本市&ビジネスマッチング~Online 植物毒素「フシコクシン」による農作物の成長促進作用 農学部 農学生命科学科 大神田 淳子 教授

【技術概要】
ジテルペン配糖体フシコクシンもしくはその生合成中間体またはそれらの類縁体を含む植物生産増強剤、ジテルペン配糖体フシコクシンもしくはその生合成中間体またはそれらの類縁体を含む組成物および該組成物を投与することによる植物の生産を増強させる技術。これまでにコマツナ(アブラナ科)、セロリ(セリ科)で効果を確認できている。
【従来技術に対する新規性・優位性】
従来技術として、気孔開口を制御する成分としてステビオシドがバイオスティミュラント製品として上市されている。一方、本発明は可逆的に開口させるため、水と光を管理できる施設栽培において優位性がある。
【シーズが社会に与えるインパクト】
植物生長調節剤、バイオスティミュラント、安全な除草剤(高濃度での使用)

12.つくる責任 つかう責任つくる責任 つかう責任 PDF 動画 詳細
マテリアル・ナノテク・リサイクル 2022 イノベーション・ジャパン2022~大学見本市&ビジネスマッチング~Online 超音波と活性炭を組み合わせた水中溶存貴金属イオンの回収 工学部 物質化学科 酒井 俊郎 教授

【技術概要】
貴金属イオンが溶解している水溶液に活性炭を添加すると約50%の貴金属イオンが回収される。貴金属イオンが溶解している水溶液に活性炭を添加して超音波を照射すると、90%以上の貴金属イオンが回収される。
【従来技術に対する新規性・優位性】
・超音波を活性炭と組み合わせることにより貴金属イオンの回収率が向上
・簡易な工程による貴金属イオンの回収
・キレート剤などの化学物質を使用しない
【シーズが社会に与えるインパクト】
・廃液からの貴金属イオンの回収
・貴金属のリサイクル(都市鉱山)
・循環型社会の構築

12.つくる責任 つかう責任つくる責任 つかう責任 PDF 動画 詳細
マテリアル・ナノテク・リサイクル 2022 イノベーション・ジャパン2022~大学見本市&ビジネスマッチング~Online 修飾セルロースナノクリスタルを用いた多機能性インクの開発と布のリサイクル修飾 繊維学部 化学・材料学科 荒木 潤 教授

【技術概要】
ナノサイズのセルロースおよびキチンの微粒子である「ナノクリスタル」の表面に多彩な官能基(カルボキシ基・アミノ基・染料分子)を結合した修飾ナノクリスタルを調製後、布に塗布したりインクジェットプリントを行うことに成功した。これらの修飾ナノクリスタル塗布により、布の物性や風合いを失うことなく布上に官能基が導入され、アンモニアや酢酸に対する消臭性能を発揮した。臭い分子を吸着したナノクリスタルを洗い落とし、新たに再度塗布することによって吸着性能が再度発揮されることもわかった。
【従来技術に対する新規性・優位性】
従来技術(布の直接化学修飾)では布の痛みや変色、風合い劣化が顕著だが本技術ではそのような劣化が発生しない。ナノクリスタルの洗浄と再塗布によって消臭性能は何度でも復活し、布のリサイクル利用が可能である。
【シーズが社会に与えるインパクト】
染料分子の結合により着色されたCNCはインクジェットプリントが可能で、にじみのない機能性インクとしての利用も可能である。印刷した絵柄が消臭性能などの機能を発揮する。種々の官能基を有する修飾ナノクリスタルが作製可能であり、それらを塗布するのみで簡便に複数の機能性を、布のみならず様々な物体の表面に導入可能な、新規な物質表面改質法を提案可能である。

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 動画 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

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 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 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

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 詳細
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