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JST未来社会創造事業 新技術説明会【オンライン開催】

日時:2021年05月28日(金) 09:55~15:55

会場:オンライン開催

参加費:無料

主催:科学技術振興機構

発表内容詳細

  • 環境

1)電気パルスによる分離技術が拓く未来の資源循環

発表資料 プレゼン動画

早稲田大学 理工学術院 創造理工学部 環境資源工学科 教授 所 千晴

http://www.tokoro.env.waseda.ac.jp/index.html

新技術の概要

電気パルス技術は、短い時間(数10ns~数100ms)で大きなパワー(数GW~数100GW)を物体に与えることで絶縁破壊、プラズマ化、通電などを生じさせる。その結果生じる衝撃波、高温化、相変化、爆発などを目的に応じて精緻に制御し、物体を構成する複数の物質の物理分離を低いエネルギーで効率良く行う。  

従来技術・競合技術との比較

手解体とシュレッダー粗砕は、選択性と効率性の両極端に位置する物理選別手法であるが、良く制御された本技術は両者の利点を合せ持った効果を産む。SDGs、カーボンニュートラル、ESGなど現代社会の要求に応えるべく、接着体(マルチマテリアル)、LiB、PVパネル、などの物理分離・有価物回収での有効性を実証しつつある。

新技術の特徴

・機構理解に基づく制御技術で目的に応じた分離が可能
・低エネルギー・低環境負荷で、分散・小規模で実施可能
・易分離を念頭に置いた製品設計・製造の構想が容易

想定される用途

・複合材料や層構造材料のマテリアルリサイクル
・自動車を構成する接着部分の解体
・電池を構成する物質の回収

関連情報

・デモあり

  • 製造技術

2)難接合材を接合可能にする固相抵抗スポット接合法

発表資料 プレゼン動画

大阪大学 接合科学研究所 教授 藤井 英俊

http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/~dpt9/

新技術の概要

印加圧力により接合温度を制御する。700℃(Ae1点)以下で接合できるため、固相はもちろん、無変態で接合可能。したがって、炭素量の多い鉄鋼材料やAl合金等を、硬化も軟化もなく接合できる。薄板の重ね接合にも用いることが出きるのが特徴。硬度の特異点が存在しない。およそ1秒で接合が完了する。

従来技術・競合技術との比較

従来の抵抗スポット溶接では、材料を溶融させるため、炭素量の多い鋼では割れが発生し、接合が困難であった。また、高強度鋼板の接合の際には、水素割れの問題も発生した。本手法では、固体で接合するため、このような問題は生じない。また、線形摩擦接合等と異なり、薄板の重ね接合に適用可能である。

新技術の特徴

・鉄鋼材料を700℃(Ae1 )以下の温度で、無変態で接合可能、材料の種類を問わない
・Al合金の抵抗スポット接合も、HAZ軟化ナシで簡単に達成
・1秒で接合が可能

想定される用途

・自動車車体、部材
・鉄道車輌車体
・Al合金部材

関連情報

・サンプルあり

  • エネルギー

3)硬殻マイクロカプセル化蓄熱材がもたらす超低炭素社会の実現

発表資料

神戸大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授 鈴木 洋

http://www2.kobe-u.ac.jp/~hidema/fluparlab/index.html

新技術の概要

新規に発明されたシリカを外殻に用いた硬殻マイクロカプセル化蓄熱材は、過冷却のない蓄熱特性を有しており、伝熱性・安定性に優れた素材である。本技術を用いて未利用熱を使い尽くす技術を開発しており、その用途開発の方向性について紹介する。

従来技術・競合技術との比較

通常の蓄熱材には過冷却現象が生ずる。この特性が蓄熱材の普及を限定している。また過冷却が生じない蓄熱材として知られているパラフィンは可燃性であり、住宅等に用いることはできない。本素材は過冷却が生じない安全な唯一の蓄熱材である。

新技術の特徴

・過冷却のない不燃性蓄熱材
・いかなる温度にも対応できる
・反応を伴う化学蓄熱材も利用できる.

想定される用途

・潜熱蓄熱
・化学蓄熱
・潜熱輸送

関連情報

・サンプルあり

  • エネルギー

4)汎用元素だけを使ってできる高性能な蓄電池

発表資料 プレゼン動画

大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 准教授 津田 哲哉

http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~elechem/

新技術の概要

塩化アルミニウム系有機イオン液体を電解液に用いると、アルミニウム金属の析出・溶解反応が可逆的に進行する。この反応を利用すると、アルミニウム金属負極を使った蓄電池の構築が汎用元素のみで可能となる。新たな塩化アルミニウム系無機イオン液体の開発により、低価格かつ高性能なアルミニウム蓄電池の実用化に近づいた。

従来技術・競合技術との比較

新たに開発した電解液は反応に関与するイオン種の濃度が高いため、塩化アルミニウム系有機イオン液体電解液を使う場合と比較して、低価格かつ高性能なアルミニウム蓄電池系が構築できる。さらに、正極活物質との組み合わせによっては、リチウムイオン電池に匹敵するエネルギー密度も期待できる。

新技術の特徴

・安価
・高容量・高出力
・高い安全性

想定される用途

・電力系統用(定置用)蓄電池
・電気自転車用蓄電池
・工事車両用蓄電池

関連情報

・サンプルあり

  • エネルギー

5)リチウムイオン二次電池用シリコン系負極を高度安定化する自己修復型高分子材料

発表資料 プレゼン動画

北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 融合科学共同専攻 教授 松見 紀佳

http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/matsumi/

新技術の概要

ポリ(ボロシロキサン)はシリコン電極の表面コーティング剤として同電極を大幅に安定化することが見出された。さらに自己修復高分子系であるビスイミノアセナフテキノン型共役系高分子/ポリアクリル酸コンポジットによりシリコン粒子を500サイクル以上の充放電サイクルにわたって高容量を発現しつつ安定化することに成功した。

従来技術・競合技術との比較

グラファイトに対して少量のシリコンを混在させ放電容量の改善を図る技術は見られるが、相当量のシリコンを高度に安定化する技術は産業的に未だ見られない。

新技術の特徴

・自己修復型Si表面コーティング剤により表面を高度安定化可能
・自己修復型Si用高分子バインダーによりSi粒子を高度安定化
・500サイクル以上にわたり高容量を維持することが可能

想定される用途

・車載用リチウムイオン二次電池
・ドローン用電源
・定置用高容量蓄電池

関連情報

・サンプルあり

  • エネルギー

6)鉛を含まないペロブスカイト太陽電池

発表資料

電気通信大学 i-パワードエネルギー・システム研究センター 特任教授 早瀬 修二

http://www.hayase.lab.uec.ac.jp/

新技術の概要

鉛を含まないペロブスカイト太陽電池の課題は高効率化である。錫イオンを含むペロブスカイト太陽電池の光電変換層にGeイオンをドープすることにより、安定性、効率を向上させることができる。

従来技術・競合技術との比較

Geイオンを含まない場合には10%程度の効率であるが、Geイオンをドープすることにより13%程度まで効率が向上した。

新技術の特徴

・赤外域での光電変換効率
・安定性の向上
・フレキシブル

想定される用途

・太陽電池
・赤外線センサー
・熱電素子

関連情報

・サンプルあり

  • アグリ・バイオ

7)糖の使い分け技術・代謝制御添加剤を駆使した微生物発酵生産

発表資料 プレゼン動画

神戸大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 准教授 田中 勉

http://www2.kobe-u.ac.jp/~akondo/tanaka.html

新技術の概要

物質生産と菌体増殖をコントロールするPMPEという新しい技術を開発。モノづくりに適した炭素源はモノづくりに、それ以外は微生物の増殖にまわすことができる。また、微生物の代謝を培養液に添加剤を投入し外からコントロールすることで遺伝子組換えに頼らずに生産性を向上させる新しい技術も開発した。

従来技術・競合技術との比較

増殖と生産を完全に分離することで収率の向上を達成。
また、微生物の代謝を培養液に添加剤を投入し外部からコントロールすることで、遺伝子組換えに頼らずに、門外不出の株などにも利用できる可能性がある。

新技術の特徴

・独自の代謝改変技術により増殖と物質生産で糖類を使い分ける
・培地に添加するだけで微生物の生産性が向上できる可能性

想定される用途

・微生物を用いた環境に優しく低炭素なものづくり
・バイオマス成分の有効利用(C5糖、C6糖の混合糖)
・培地に添加することで生産量を向上できる添加剤

  • アグリ・バイオ

8)食中毒から生活者を解放する人工抗体提示パトロール酵母

発表資料

東京工業大学 科学技術創成研究院 化学生命科学研究所 教授 上田 宏

http://www.ueda.res.titech.ac.jp

新技術の概要

抗体断片を認識部位として酵母の細胞膜に提示し、細胞壁を介してカフェイン、カビ毒、腸管出血性大腸菌などのリスク物質をキャッチし、その信号を細胞内のレポーター遺伝子に伝えて発色・発光として特異的かつ高感度に検出可能なテーラーメイド細胞“パトロール酵母”を構築した。

従来技術・競合技術との比較

従来の高価な試薬ベースの検出系と異なり、安価で丈夫な酵母とサンプルを混合して培養し,レポーター活性を測定するだけのシンプルかつ安価な検出系にも関わらず、煩雑な操作の繰り返しを伴う市販のELISA法以上の感度で低分子から大腸菌などの巨大分子までが検出可能。

新技術の特徴

・低分子から大腸菌まで、抗原のサイズを問わずに混ぜて活性を測定するだけで検出可能
・堅固な細胞壁があっても細胞膜で抗原をキャッチできる特殊技術
・発光レポーターを用いた高感度迅速測定

想定される用途

・食品中の毒素や農薬、違法ホルモンなどのリスク因子検出
・食品中のノロウィルス・唾液中の新型コロナウィルスの検出
・食品中のO157腸管出血性大腸菌の検出

関連情報

サンプルあり

  • 創薬

9)細胞の接着と脱離を光制御できる細胞培養基材

発表資料

東京大学 先端科学技術研究センター 准教授 山口 哲志

http://webpark1516.sakura.ne.jp/satoshi-yamaguchi/

新技術の概要

光応答性のヒドロゲル薄膜と細胞固定化剤を用いて、細胞の接着と脱離を光制御できる細胞培養基材を開発した。細胞膜との相互作用を介して細胞を捕捉する独自の光応答性細胞固定化剤を用いることにより、細胞の接着性に関わらず幅広い細胞に応用可能である。

従来技術・競合技術との比較

細胞の接着だけを制御できる光応答性細胞培養表面や、細胞の脱離だけを制御できる光応答性培養表面は幾つか報告されているが、その両方を光制御できる表面は希少で、さらに非接着細胞にも応用できる表面は存在しない。

新技術の特徴

・1細胞レベルの空間解像度で任意の細胞を光配置することができる。
・1細胞レベルの空間解像度で任意の細胞を光脱離することができる。
・細胞を光配置して培養・観察後、望みの細胞のみに光を照射することで選択的に回収できる。

想定される用途

・イメージベースの1細胞ソーティング技術
・希少細胞の探索回収技術
・光応答性の再生医療用スマート培養皿

  • 情報

10)時系列ビッグデータのためのリアルタイムAI技術

発表資料 プレゼン動画

大阪大学 産業科学研究所 産業科学AIセンター センター長 教授 櫻井 保志

https://www.dm.sanken.osaka-u.ac.jp/

新技術の概要

IoT/センサデータをはじめとする大規模な時系列データストリームから、潜在的なトレンド、時系列特徴やパターンを抽出するとともに、各時系列パターンおよびパターン間の関係性をリアルタイムに学習する。そして、長期的かつ継続的に将来データの予測を行い、その予測結果の要因をリアルタイムに提示する。

従来技術・競合技術との比較

時系列ビッグデータから非線形方程式に基づくモデル学習によって重要な特徴や潜在的なトレンドをリアルタイムに検出し、突発的な変化にも対応してモデルを継続的に作成。製造業データの場合、深層学習と比べ、10万倍の高速化、10倍の高精度化に成功。また、モデル学習と将来予測に必要とされるメモリ量も極めて少ない。

新技術の特徴

・一定時刻後の情報を継続的かつリアルタイムに予測
・世界最先端技術と比較し、最高の予測精度、最小の計算コスト
・省メモリかつリアルタイムに時系列モデルの学習/追加/更新が可能

想定される用途

・大規模製造設備におけるIoTビッグデータからの故障予測、不良品発生予知
・組み込み機器や小型デバイスの内部においてのリアルタイム予測、データ駆動型制御
・その他、Webマイニング、医療・ヘルスケア応用など

関連情報

サンプルあり

お問い合わせ

連携・ライセンスについて

科学技術振興機構 未来創造研究開発推進部
(※お問い合わせはお急ぎの場合を除き電子メールでお願いします。件名には【新技術説明会】と記載して下さい。)
TEL:03-6272-4004 FAX:03-6268-9412
Mail:kaikaku_miraiアットマークjst.go.jp
URL:https://www.jst.go.jp/mirai/jp/

新技術説明会について

〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K’s五番町

TEL:03-5214-7519 Fax:03-5214-8399

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