DM

Organization

Division of Materials Research

材料創製部門

材料創製部門
部門長

長田 実

OSADA, Minoru

材料創製部門では、様々な素材・材料の物性研究、作製プロセス、組織制御、応用・性能評価、シミュレーションなどを行い、 これらの材料をデバイス設計や装置化に結び付ける研究、技術開発を推進しています。
既存の物質・資源・エネルギーの効率的利用といった課題にとどまらず、将来のエネルギーシステムや省エネデバイスに役立つ 新規材料・先端ナノ材料に関する研究を推進し、長期的な視点に立って省エネ・創エネのための材料創製研究を行います。

材料創製部門

  • 部門長

    長田 実

    OSADA, Minoru

  • 副部門長

    中西 和樹

    NAKANISHI, Kazuki

Movie

材料創製部門 紹介ムービー

  • ショート版(2分)

  • ロング版(4分9秒)

Section / Group

各部・グループ紹介

材料物性部

 誘電体、磁性体、超伝導体、イオン伝導体、可視紫外・光学物性、触媒性といった材料機能の基盤となる諸物性の基礎及び応用研究を行い、それらの物性の向上、発見によるデバイス化に必要な材料物性の研究を推進します。

計算流体力学

流動現象をコンピュータシミュレーションで解析する、計算流体力学(Computational Fluid Dynamics: CFD)に取り組んでいます。特に、結晶成長に深く関連する、気体・液体・固体が混在して相互作用を及ぼし合いながら流れる、混相流(Multiphase Flow)のCFDに注力しています。複数の種類の液体の界面で生じる移流・拡散・混合を高精度で解析するためのシミュレーション手法の開発のほか、液体と固体粒子、液体と気泡と粒子の 相互作用のシミュレーションに取組んでいます。また、液中における渦を用いた粒子や気泡などの分散相の運動制御方法の開発に関連した実験的研究にも傾注しています。

 

渦輪がもたらす密度成層流体の混合のシミュレーション

メンバーを表示する

Member

  • 副所長・教授

    内山 知実
    研究テーマ

    流体現象の先進的シミュレー ション方法の開発と自然流体エネルギーの活用

  • 助教

    髙牟禮 光太郎
    研究テーマ

    流体の対流および混合特性を生かした結晶成長プロセスの高効率化

  • 客員准教授

    出川 智啓

多孔材料化学

重合誘起スピノーダル分解による多孔質モノリス材料の作製と分離媒体・二次電池電極への応用

重合誘起相分離を用いた液相合成を基軸として、無機セラミックスから有機高分子、有機-無機ハイブリッドに至るまで、 様々な多孔質材料の創生および構造制御を行っています。また、制御された多孔構造を有する材料を、分離媒体・吸着剤・触媒担体・電池電極などへの応用研究を推進しています。分析化学や有機合成、電気化学などの異分野との融合を進め、種々の機能性と細孔特性の関係について明らかにすることで、 環境・エネルギー分野における発展に貢献することを目指しています。

メンバーを表示する

Member

  • 副部門長・教授

    中西 和樹
    研究テーマ

    液相法による多孔質材料の構造制御と応用

  • 特任准教授

    長谷川 丈二
    研究テーマ

    多孔質材料の構造制御とその電気化学的応用

ナノ構造制御学

様々なセラミック材料の特性の多くは、表面・結晶粒界・界面などの格子不整合領域における原子構造・電子状態と密接に関係しています。本研究グループは、このような機能をつかさどる格子不整合領域に着目し、透過型電子顕微鏡を用いたナノ領域の直接観察・分析技術をもとに、主にセラミックを対象とした新規材料開発や 新たな焼結プロセスの開発を行っています。

メンバーを表示する

Member

  • 教授《工学研究科》

    山本 剛久
    研究テーマ

    ナノ構造制御に基づく新規機能性セラ ミック材料の開発

理論化学

化学データベースの良い機械学習法と獲得知識を用いた分子の自動生成、超並列計算機を用いた科学技術計算のアルゴリズムやプログラム、分子や固体の新しい量子化学理論の開発を行っています。[ニューラルネット、グラフ理論、graphics processing units、CUDA、密度行列、グリーン関数]

第一原理計算を用いて、色素で増感した半導体表面での光吸収と電荷分離過程の、
構造と機能の相関を解明する。このルールを機械学習し、より良い色素分子を発見する。

メンバーを表示する

Member

  • 准教授

    安田 耕二
    研究テーマ

    分子の電子状態理論や化学情報学の手法開発と、それを用いた物質の設計

材料設計部

 生体・環境・エネルギー材料等の微細構造に着目し、2次元、3次元構造やそれらのナノ化といった視点から、従来材料の性能向上を目指すとともに、新規組成や複合化、精密制御による性能の飛躍的向上のための材料設計の研究を推進します。

環境材料工学

環境材料工学にかかわる新材料を利用した環境保全技術は現代社会で広く利用されるようになっています。エネルギー関連複合領域の科学研究を推進するとともに、自動車触媒排ガス浄化分野でも利用できる新しいナノ結晶材料(CeO2やZrO2など)の 開発や環境デバイス開発に向け、実験とともに計算科学を援用した研究を推進しています。

ナノ粒子の複合化による高性能な環境保全(排気浄化触媒)技術の開発
(電子顕微鏡による元素分布の観察)

排ガス浄化用ハニカムセラミックスと貴金属とセリアナノ粒子触媒(研究室の開発品)

メンバーを表示する

Member

  • 教授

    小澤 正邦
    研究テーマ

    ナノ結晶の創製とその環境浄化への応用

  • 助教

    中村 真季
    研究テーマ

    ディーゼル車排ガス浄化システムの研究

  • 助教

    服部 将朋
    研究テーマ

    処理環境浄化性能を有する機能性複合材料の創製

  • 客員准教授

    且井 宏和
  • 招へい教員

    横田 幸治

ナノスピン・磁性材料創成工学

 新概念の変換機能を持つエネルギー材料の実現を目指して、スピン流を介したエネルギー変換に関する学理の追求と将来の創エネ・省エネ社会の構築への貢献を目指しています。特に、熱とスピンの相互作用に関する物理を探究するスピンカロリトロニクスの実験的・理論的研究や、熱流からスピン流を生成して電力を得るための材料とデバイス開発などに精力的に取り組んでいます。また、次世代磁気記録材料・永久磁石材料やスピントロニクスデバイスに資する新しい機能性磁性材料の創製に関する研究開発を進めています。

ナノスピン・磁性材料創成工学グループの研究コンセプト

メンバーを表示する

Member

  • 教授

    水口 将輝
    研究テーマ

    磁性材料を基軸とする機能性エネルギー材料の創成

  • 准教授

    宮町 俊生
    研究テーマ

    機能性磁性材料の原子スケール表面・界面物性評価

  • 客員教授

    小森 文夫

ナノイオニクス設計工学

全固体電池は高エネルギー密度を有する次世代二次電池として期待されており、その性能の鍵を握る界面に着目した研究を行っています。現在、硫化物型、酸化物型、フッ素シャトル型等の全固体電池の界面に着目した材料・界面設計と制御に関する研究を、NEDO、JST-ALCA、科研費(新学術:蓄電固体界面科学)等で取り組んでいます。

メンバーを表示する

Member

  • 教授《工学研究科》

    ⼊⼭ 恭寿
    研究テーマ

    全固体蓄電池などの次世代固体イオニクスデバイスの開発とその界面イオンダイナミクスに関する研究

ナノバイオデバイス設計工学

新規ナノバイオデバイスの設計・創製とビッグデータAI解析、量子生命科学創成により、がんゲノム医療・iPS細胞再生医療・パンデミック予防・量子免疫がん治療など未来医療開拓のための研究を行っています。これらの研究は、文科省Q-LEAP、文科省COI、科研費(新学術:分子夾雑化学)等で取り組んでいます。

メンバーを表示する

Member

  • 教授《未来社会創造機構》

    馬場 嘉信
    研究テーマ

    ナノバイオデバイス・AI・量子生命科学による未来医療開拓

材料プロセス部

材料製造プロセスに関する研究を進めるとともに、高性能な断熱・遮熱材料、熱電発電や誘電エラストマーを用いた機械的エネルギー変換デバイスの研究、高効率な水素製造・燃焼・発電プロセス等に関する研究等を推進します。

ナノ機能材料

2次元ナノシートの精密集積と電子デバイスへの応用

ナノレベルでサイズ、形態、次元を制御したナノ物質は、従来のバルク材料にはない特異な物性を示し、新しい機能材料としての応用が期待されています。
材料プロセス部では、無機2次元ナノ物質を対象に、精密合成、高次構造体の構築、機能開拓などを行い、新しい電子デバイス、エネルギー材料の開発を進めています。

メンバーを表示する

Member

  • 部門長・教授

    長田 実
    研究テーマ

    2次元ナノ物質を利用した環境調和型電子材料の開発

  • 准教授

    小林 亮
    研究テーマ

    溶液法を基盤とした低次元ナノ材料の創製

  • 助教

    山本 瑛祐
    研究テーマ

    非層状系酸化物ナノシートのボトムアップ合成

  • 研究機関研究員

    施 越

ラジカル化学

メンバーを表示する

Member

  • 准教授

    熊谷 純
    研究テーマ

    ラジカル検出を通した光・放射線が誘発する化学反応・生物影響の研究

  • 客員教授

    原田 勝可
  • 招へい教員

    津田 泰志