東京工業大学 新技術説明会
日時：2018年10月16日(火) 10:00～15:25
会場：JST東京本部別館1Fホール（東京・市ケ谷）
参加費：無料
主催：科学技術振興機構、東京工業大学
後援：特許庁、関東経済産業局
発表内容一覧
発表内容詳細
- 環境
1）廃棄物を出さない画期的なレアメタルリサイクル技術
東京工業大学 科学技術創成研究院 先導原子力研究所 准教授 塚原 剛彦
新技術の概要
従来の化学分離の発想から脱却し、水中でのみ発現するユニークな温度応答性ポリマーの相転移特性及びポリマーと金属元素間の相互作用を巧みに制御することで、水系廃液からレアメタルをワンススルーで分離回収しうる“相転移型水系溶媒抽出法”の技術と方法論を創成した。
従来技術・競合技術との比較
従来の化学分離操作には、長時間・多段の工程が必要で、大量の二次廃棄物生成に伴う環境影響及び火災・爆発の危険がある、と言った課題がある。一方、本技術は、有機溶媒や吸着材などを一切用いず、温度応答性ポリマーと疎水性配位子を投入して、人肌に暖めるだけで、金属元素吸着ゲルとして廃液から直接回収できる画期的手法である。
新技術の特徴
・安価な温度応答性ポリマーと抽出剤を廃液中に混ぜるだけ
・水系廃液から標的に金属元素を直接回収
・二次廃棄物や危険物を一切出さない
想定される用途
・都市鉱山からのレアメタル分離回収・リサイクル
・放射性廃棄物からの有用金属回収
・水質浄化
関連情報
・サンプルあり
- 製造技術
2）スリット組込型単分散マイクロ液滴量産デバイス
東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所 准教授 西迫 貴志
新技術の概要
サイズの均一性に優れた（＝単分散）エマルション液滴の量産に適した、新たなマイクロ流路式装置について紹介する。装置は分散相、連続相の入力用スリット部品と単純なマイクロ流路アレイ部品から構成され、スリットとマイクロ流路の接続部にて連続相の流動を利用して液滴の並列生成を行う。
従来技術・競合技術との比較
従来の液滴量産用マイクロ流路式装置では、流量分配のために二次元、三次元方向の複雑な流路配置が必要であるが、今回の新装置では、スリットとマイクロ流路アレイの組合せにより全体構造が大幅に単純化されている。そのため従来に比べて高密度な流路配置が可能、且つ保守管理しやすいロバストな装置となっている。
新技術の特徴
・スリット構造の採用により、マイクロ流路アレイの高密度な配置が可能となっている点。
・スリット部品とマイクロ流路アレイ部品が分離可能であり、装置の保守管理が容易である点。
・組合せ部品の交換により、様々な大きさの液滴の生成に対応可能である点。
想定される用途
・乳化操作全般（食品、化成品、農薬他）
・微粒子生産
・マイクロ・ナノバブル生成
関連情報
・サンプルあり
- 創薬
3）光による癌治療へ応用できる小さな増感剤
東京工業大学 生命理工学院 教授 湯浅 英哉
新技術の概要
分子内電荷移動によるラジカルイオン対生成が光増感作用を促進するという新しい発見をもとに、ベンゼン環2個を持つ非常に簡単な化合物が強い増感能を示すことを見出した。これにより、ターゲットとするタンパク質ドメインにぴったり収まり、低滞留性により光敏感症になりくい光線力学的治療剤として小さな増感剤を提供する。
従来技術・競合技術との比較
光増感剤は、癌などの疾病の光線力学的治療において、光エネルギーを化学エネルギーに変換して疾病細胞にダメージを与える薬剤として重要な役割を持つ。しかし、これまでに開発されてきた光増感剤は分子量が大きいため、一般に高価であるとともに、標的部位によってはサイズが大きすぎて使えない場合があった。
新技術の特徴
・スリムな増感剤により標的部位に到達
・素早くクリアランスされ光敏感症になりにくい
・安価で低環境負荷
想定される用途
・光線力学的治療剤（癌治療）
・一重項酸素生成剤
- 材料
4）重金属・貴金属を含まない負の熱膨張率を示す複合酸化物
東京工業大学 物質理工学院 材料系 助教 磯部 敏宏
新技術の概要
原子番号40番以下の安定な元素のみで構成され、水熱法で得られた沈殿を適切な温度で焼成することで合成される新規な負の熱膨張率を有する材料を見出した。本材料は、結晶性の良いサブミクロンサイズの粒子であることから、少量添加するだけで母材の熱膨張率を制御できるフィラー材として有望である。
従来技術・競合技術との比較
従来の相転移モデルの負の熱膨張率を有する材料は、重金属や貴金属で構成され、相転移以外の温度域では熱膨張率が正である。今回開発した材料は、相転移温度以外の温度でもフレームワークモデル由来の負の熱膨張率を有する。また、重金属や貴金属を含まないことから軽量であり、安価に合成できる。
新技術の特徴
・相転移モデルとフレームワークモデルを同時に発現
・広い温度域で巨大な負の熱膨張率を示す
・重金属や貴金属を含まず軽量
想定される用途
・熱膨張抑制材
・光学部品
・精密機械部品
関連情報
・サンプルあり
- 機械
5）小さいものと大きいものとがつかめるロボットハンド
東京工業大学 工学院 機械系 教授 小俣 透
新技術の概要
指の大きさを変えられる機構を取り入れることで，様々な大きさの物体や、狭い空間に置かれた物体を把持可能な新たな平行グリッパである。さらにそれを用いて物体の操りも可能である。
従来技術・競合技術との比較
平行グリッパは左右に開閉する指で物体を把持するロボットハンドで、小型軽量かつ高把持力を実現できる。一方で汎用性が低く、一つの平行グリッパが行える作業は限られる。大きな物体の把持と、狭い空間にある小さな物体の把持を一つの平行グリッパで両立できるものはなかった。
新技術の特徴
・小さい物体と大きい物体が一つのロボットハンドでつかめる
・台座を使えば重い物体でも安定してつかめる
・同様に台座を使えば，つかんだまま物体の姿勢を変えられる
想定される用途
・小さい部品と大きい部品が混在する製造ラインのロボット
・重量物の把持や力のかかる作業を実行するロボット
・一軸方向に物体を回転するロボット
- デバイス・装置
6）液体中を自走する弾性表面波スイマーアクチュエータ
東京工業大学 工学院 電気電子系 准教授 黒澤 実
新技術の概要
弾性表面波(駆動周波数9.6MHz)スイマー・アクチュエータ (1x14x30 mm)は、固体と液体の界面に発生する音響放射圧を推力として利用している。推力源は、固体中を伝搬する20nm程度の微小高周波振動振幅であり、ヒレやスクリューといった可動部を持たない、全く新しい液中アクチュエータである。
従来技術・競合技術との比較
水中での自走型アクチュエータは種々考案されているが，本アクチュエータは10cm/sという速さと、0.25Nという大きな推進力を実現しており、他の方式より優れている。単純な構造で、表面波の駆動周波数を高周波化することで、出力密度を低下させることなくマイクロ化がおこなえ、粘性液中を移動可能なデバイスとして期待できる。
新技術の特徴
・マイクロ化可能な自走式液中アクチュエータ
・可動部を持たない固体アクチュエータ
・サブm/sの速度と、サブNの推力
想定される用途
・液体中での操作を行うバイオエンジニアリング用途
・医療用マイクロロボット用のアクチュエータ
・血管内を動き回り薬剤投与するマイクロロボット
関連情報
・サンプルあり
・デモあり（ビデオ）
- 機械
7）弾性索の集合からなる把持・操作機構
東京工業大学 工学院 機械系 教授 岩附 信行
新技術の概要
不定形状または脆弱な物体の簡便な把持を可能にするために、2つの円環を多数の弾性索で並列接続し、円環に相対角変位を与えて2円環の間に位置する物体に全ての弾性索を絡ませることによって物体を弾性把持するとともに、さらに円環間に相対的な並進変位・角変位を与えることにより、把持物体の位置・姿勢を操作する機構と、その把持・操作挙動の解析手法。
従来技術・競合技術との比較
空気圧によるソフトハンド、糸による拘束ハンドなどがあるが、脆弱もしくは不定形の物体把持には限界があり、さらに周辺装置を必要とする。本発明の把持・操作機構により、脆弱もしくは不定形の物体の把持性能を大幅に向上でき、さらに簡単な制御により、物体の位置・姿勢を制御することができる。
新技術の特徴
・把持機構が物体と広い面積で接触して圧力を小さくするように変形する、柔軟物体への適応性がある
・高い形状適応性を単純な機構で実現
・物体の把持ならびに操作を同時かつ柔軟に達成可能
想定される用途
・果実の収穫・搬送
・突起のあるガラス器・陶磁器の搬送・設置
・生鮮水産物の搬送
関連情報
・展示品あり
- 材料
8）新規N型液晶性有機半導体材料
東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所 准教授 飯野 裕明
新技術の概要
液晶性有機半導体は、その液晶性を利用した、溶液プロセスでの薄膜形成能、分子配向制御性、および薄膜の耐熱性といった実用的な有機トランジスタ材料として期待される。新技術として電極からの電子注入、電荷輸送に有利な深いLUMOレベルを有する棒状の液晶性有機半導体材料を開発した。
従来技術・競合技術との比較
これまで棒状の液晶性有機半導体材料のLUMOレベルは2eV程度で電極からの電子注入が困難であった。一方、深いLUMOレベルを有するペリレンジイミド構造は棒状にはならず、有機トランジスタに適した分子配向が困難である。そこで、新技術として棒状構造を保ったまま電子注入が容易な3eV程度のLUMOレベルを有する液晶性有機半導体材料を紹介する。
新技術の特徴
・棒状の液晶性有機半導体
・深いLUMOレベル
・電子注入・輸送
想定される用途
・Nチャネル有機トランジスタの半導体層
・有機電子デバイスにおける電子注入層
・プリンテッドエレクトロニクス
関連情報
・外国出願特許あり
- 情報
9）像情報符号化と圧縮センシングを協調させた新原理小型カメラ
東京工業大学 工学院 情報通信系 助教 中村 友哉
新技術の概要
体積型ホログラムや加工したイメージセンサを用いた像情報符号化光学系と撮像後の画像再構成処理（圧縮センシング）を協調させることにより、カメラの小型さを維持しつつ大規模情報（広視野・広画角・高サンプリング解像度）を実現する新原理カメラを設計した。
従来技術・競合技術との比較
カメラを複数台用いて同様の性能を実現できるが、カメラが大型化・複雑化する。本発明では、「圧縮センシング」を用いることでカメラの台数を増やさずに撮像情報量を増加させる。これを具現化するために新しい「符号化光学系」を設計した点が学術的な新規点である。
新技術の特徴
・光学的符号化・デジタル復号処理の融合による撮像光学系の小型化
・光学的符号化・デジタル復号処理の融合による撮像情報量の拡大
・ホログラム、CMOS技術の新応用開拓
想定される用途
・IoT
・セキュリティ
・AR
関連情報
・外国出願特許あり
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