産業技術総合研究所 新技術説明会
日時：2019年07月02日(火) 09:55～15:55
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、産業技術総合研究所
後援：特許庁、関東経済産業局
発表内容一覧
- カーボンナノチューブの立体構造異性体の分離技術 発表資料
- 高容量で劣化しないリチウムイオン２次電池用ケイ素系負極 発表資料
- 大電流動作・ビーム集束・マトリクス駆動が可能な電界放出型電子源 発表資料 プレゼン動画
- 熱だけで充電する電池 発表資料 プレゼン動画
- CFRP・炭素繊維の資源循環サイクルを実現する材料プロセス 発表資料 プレゼン動画
- 廃棄されるマグネシウム合金切粉を利用した水素製造技術 発表資料 プレゼン動画
- 直射日光など強い外乱光下での高速形状計測 発表資料 プレゼン動画
- 新しい合成生物学装置の開発～遺伝子発現のボリュームコントロール～ 発表資料
- 微生物由来の新規生理活性物質およびその製造方法 発表資料 プレゼン動画
- 新たな創薬モダリティに対応したNMR構造創薬研究 発表資料 プレゼン動画
発表内容詳細
- 材料
1）カーボンナノチューブの立体構造異性体の分離技術
発表資料産業技術総合研究所 ナノ材料研究部門 CNT機能制御グループ 上級主任研究員 田中 丈士
新技術の概要
多様な立体構造異性体をとるカーボンナノチューブを精度よく分離することが可能な新たな分散剤を見いだした。カラムクロマトグラフィーに用いることで、多種多様の単一構造の半導体型カーボンナノチューブを簡便に取り出すことが可能となった。
従来技術・競合技術との比較
カラムクロマトグラフィーは、スケールアップのほか自動分離にも適しており、電気的性質の揃った単一構造の半導体型カーボンナノチューブを大量･低コストで調製可能である。
新技術の特徴
・高精度に単一構造の半導体型カーボンナノチューブを分離可能
・スケールアップや自動分離による、大量･低コストな分離が可能
想定される用途
・電気的性質の揃った半導体型カーボンナノチューブの製造
・電気的性質の揃った半導体型カーボンナノチューブの用途開発
・電気的性質の揃った半導体型カーボンナノチューブを用いた基礎研究
- エネルギー
2）高容量で劣化しないリチウムイオン２次電池用ケイ素系負極
発表資料産業技術総合研究所 先進コーティング技術研究センター エネルギー応用材料研究チーム 主任研究員 間宮 幹人
新技術の概要
サイクル劣化が問題のケイ素系電極において、ナノスケール化したSiO膜を形成し、その上に別途導電助剤層を積層させる構造を持つ電極を作製することで、従来の黒鉛電極の5倍以上で理論容量とほぼ一致する2000mAh/g超の容量を200サイクル以上の充放電を繰り返しても維持する特性を得た。
従来技術・競合技術との比較
ケイ素系負極で問題となるサイクル劣化は粒子をナノレベルまで微細化することで解決されると言われている。しかしながら、ナノ粒子に導電性を与え電解液の浸透を確保して電極として用いることは、製造技術としてのハードルが高く本来の性能を発揮することはできていなかった。
新技術の特徴
・電極活物質と導電助剤を別々に積層させた構造の電極
・ナノスケール化を微粒子ではなく薄膜で実現
・劣化しないケイ素系負極を実現し、従来のカーボン負極の５倍以上の容量を発揮
想定される用途
・リチウムイオン２次電池
・輸送機器
・小型デバイス
関連情報
・展示品あり
・外国出願特許あり
- デバイス・装置
産業技術総合研究所 ナノエレクトロニクス研究部門 カスタムデバイスグループ 研究グループ長 長尾 昌善
新技術の概要
大電流密度、ビーム集束、マトリクス駆動が可能な電子放出デバイスを実現した。電子を放出する電子源と、電子ビームを集束させるための集束電極を一体集積することで、従来困難であったマトリクス駆動とビーム集束を両立した。電子源に新材料を用いる事で、大電流密度、長寿命の動作も可能である。
従来技術・競合技術との比較
従来の熱電子源と比べると、ヒーターが必要なく電圧を印加するだけで電子を放出でき、電流密度も一桁ほど高いという特徴がある。本技術と同じ原理で動作する電界放出エミッタアレイと比べても、電子ビームの集束特性が高い。
新技術の特徴
・真空中に大電流密度で電子放出が可能
・集束電極を一体化することで、ビーム集束が可能
・マトリクス駆動させることができる
想定される用途
・電子顕微鏡
・エックス線源
・耐放射線イメージセンサ
- エネルギー
産業技術総合研究所 ナノ材料研究部門 ナノ薄膜デバイスグループ 主任研究員 向田 雅一
新技術の概要
熱エネルギーを利用した化学反応で生じるイオン濃度差により電気を得る電池。温度差で発電することが可能であるだけでなく、ある環境温度で充電し異なる温度の場所で電力を取り出すことも可能。繰り返し使用することもできる。従来の熱化学電池で使用していた白金を用いず、有機導電性高分子を用いたことが特徴。
従来技術・競合技術との比較
熱化学電池は、熱による化学反応を利用して電気を生み出す。熱を直接電気に変換する熱電変換より得られる電圧が大きいメリットを有するが、電極表面での化学反応が必須であり触媒活性を有する白金電極を用いなければならなかった。我々は、導電性高分子の反応性を利用し、軽量で安価な熱化学電池を作製することに成功した。
新技術の特徴
・熱だけで発電あるいは充電できる電池
・屋内放置で充電し屋外（より高温でもより低温でも可）で電池として利用できる
・白金の代わりに導電性高分子を用いた熱化学電池
想定される用途
・生体（人体）用電源
・モバイル機器等の電源
・各種センサー用電源
関連情報
・サンプルあり
- 材料
産業技術総合研究所 構造材料研究部門 無機複合プラスチックグループ 研究員 杉本 慶喜
新技術の概要
炭素表面に耐酸化性や絶縁性のある炭化ケイ素や窒化ケイ素で被覆する技術を開発した。この技術によって炭素繊維を極限材料として活用することが可能になる。さらに、リサイクル炭素繊維の高機能化、且つリサイクルの繰り返し等で構造材料として使用できなくなった炭素繊維の資源循環の実現につなげることが可能である。
従来技術・競合技術との比較
従来技術では、化学気相蒸着法を用いて表面に炭化ケイ素被覆していたが、膜厚が厚くなりがちで被覆膜の割れも発生しやすかった。本発明を用いた被覆繊維では、比較的密着性のよい窒化ケイ素被覆で表面が被覆された炭素繊維を生成することができる他、耐酸化性も付与でき、炭素繊維の活用の幅を広げることが可能となる。
新技術の特徴
・炭素繊維の耐酸化性向上
・炭素繊維への絶縁性の付与
・炭素繊維の資源循環の実現
想定される用途
・複合材料の高機能性フィラーとしての利用
・絶縁性と高熱伝導性などの高機能性と高機械特性を併せ持った構造系複合材料
・宇宙・航空分野における極限環境下での炭素繊維材料
- エネルギー
産業技術総合研究所 製造技術研究部門 構造加工信頼性研究グループ 上級主任研究員 松崎 邦男
新技術の概要
マグネシウム合金の切粉は微細で活性であるためその処理法の開発が望まれており、特に切削油が付着しものはリサクルが不可能であるが、アルコールとの反応による水素の製造原料として再利用できる技術を開発した。
従来技術・競合技術との比較
従来、Mg合金の切削油の付着した切粉は廃棄物として処理されていたが、本技術により水素製造の原料としての利用が可能になり、微細なMg合金切粉は危険物であるが、水素製造後には安全な物質に変換できる。また、本技術では、不純物を多く含む切粉が水素製造特性を向上させることが期待できる。
新技術の特徴
・廃棄物であるMg合金切粉が水素製造の原料になる
・Mg合金切粉は切削油が付着してるもの、不純物を含むものでも利用できる
・水素の製造と同時に危険物を非危険物化に変換できる
想定される用途
・オンデマンド型の水素製造
・Mg合金切粉の処理技術
・高焼結性酸化マグネシウムの先駆体の製造
- 計測
産業技術総合研究所 知能システム研究部門 インタラクティブロボティクス研究グループ 研究グループ長 佐川 立昌
新技術の概要
本発表では、高速形状計測技術と外乱光除去技術の２つを紹介する。１つ目の技術では、波線からなる格子パターン光を物体に投影しカメラで撮影することで、非常に速く運動・変形する物体の3次元形状の計測を実現する。２つ目の技術では、光源の照射方法と画像処理の工夫によって外乱光除去を行い、屋外におけるパターン光を用いた形状計測を実現する。
従来技術・競合技術との比較
従来の技術に対し高速・精密な形状計測を同時に実現することで、運動する人物の運動解析や衝突による構造物の変形のような事象における材料・構造物の解析などへの利用が期待できる。また、直射日光など強い外乱光がある環境において出力が小さな光源の光を検出することが困難であるという問題を解決し、屋外での計測を実現した。
新技術の特徴
・高速に変形する観測対象の形状計測
・撮影画像からの直射日光など強い外乱光の除去
・２つの技術を組み合わせた屋外における形状計測
想定される用途
・運動、変形する観測対象の形状計測
・外乱光など不都合な照明下における撮影画質の改善
・外乱光下における高速形状計測
関連情報
・外国出願特許あり
- アグリ・バイオ
8）新しい合成生物学装置の開発～遺伝子発現のボリュームコントロール～
発表資料産業技術総合研究所 創薬基盤研究部門 最先端バイオ技術探求グループ 主任研究員 末永 光
新技術の概要
下流に存在する遺伝子の発現量を変化させる機能を持つ、短い塩基配列を発見した。任意のタンパク質遺伝子の上流に本配列を挿入することで、目的タンパク質の生産量を向上させることができる。また、本配列を並列化することによって、発現量を細かく調整することも可能である。
従来技術・競合技術との比較
本技術は、遺伝子発現をオンかオフに切り替えるのではなく、つまみをひねるように調節できる技術である。つまり、遺伝子発現の「スイッチ」ではなく「ボリューム」装置である。既存の様々な宿主生物、および多様なタンパク質合成系に本配列を挿入するだけで機能する。
新技術の特徴
・遺伝子発現のスイッチではなくボリューム装置
・既存の遺伝子発現システムに導入するだけ
・生物種を超えて機能する
想定される用途
・組換えタンパク質の大量生産
・既存の遺伝子発現系のファインチューニング
・代謝工学的手法による効率的な有用物質生産
関連情報
・外国出願特許あり
- 創薬
産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 生物資源情報基盤研究グループ 総括主幹 木村 信忠
新技術の概要
環境ゲノムライブラリーから病原性発現やバイオフィルム形成など、微生物の挙動を制御する新しい天然化合物（CAS番号無し、過去に報告が無い化学物質）を発見した。微生物の挙動を制御する高い効果を有しており、酵素による化合物の生合成法、及び高い純度の化学合成法を確立している。
従来技術・競合技術との比較
当該化合物は熱安定性に優れており、既知の化合物に比べて３～４倍程度の比活性を有していることから、病原菌のバイオフィルム形成や病原性発現などの微生物に対する高い効果が期待できる。また、化合物の特徴を活かした哺乳細胞への効果（創傷治癒や育毛など）や、化成品材料など誘導体合成へ応用などが想定される。
新技術の特徴
・CAS番号が無い新規化合物
・既知の化合物に比べて高い比活性
・化合物の生物および化学合成法を確立
想定される用途
・医薬品、化成品材料
・研究試薬
・食品製造やプロバイオティクスへの応用
関連情報
・外国出願特許あり
- 創薬
産業技術総合研究所 創薬分子プロファイリング研究センター 構造モダリティ研究チーム 研究チーム長 竹内 恒
新技術の概要
中分子やバイオ医薬など新たな創薬モダリティは、溶液中において柔軟に立体構造を変化さることで機能を発揮したり、逆に経時的な劣化を起こす性質がある。産総研・創薬分子プロファイリング研究センターでは、これら新たな創薬モダリティの溶液中での立体構造を捉えるNMR技術の開発を行うことで、新たな創薬モダリティの高機能化と品質評価に取り組んでいる。
従来技術・競合技術との比較
溶液NMRを用いた新たな創薬モダリティに対応する創薬基盤技術は、従来の分子論的解析技術よりも、精緻な立体構造情報を与えるのみならず、X線やクライオ電子顕微鏡に匹敵する空間精度で、生理的な溶液中で非侵襲的な解析を行うことができる優れた特徴を有する。
新技術の特徴
・生理条件かつ溶液中での動的立体構造解析
・動的構造に基づく相互作用の理解
・立体構造に基づく分子の高機能化指南
想定される用途
・動的構造に基づく分子設計
・生理活性分子の高機能化
・バイオ医薬の品質評価
関連情報
・外国出願特許あり
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