京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　我々は有機合成化学を土台とし、高分子合成、無機合成の手法も積極的に取り入れることで有機無機複合型化合物・錯体およびナノ複合材料の開拓を行っています。ナノ複合材料に関して、最近では材料系や化学系のみならず機械系や電気・電子系など様々な研究者と扱う対象が重なっていますが、広い意味における革新的な有機材料を開発するためには、化学反応と化学的相互作用を真に理解し制御するという最も基本的なところを強く意識した材料開発が必要です。
　環境調和型プロセスによる革新的な有機無機ナノ複合型材料の開拓を目指して、有機物と無機物との界面における錯体形成を含めた化学反応や相互作用の制御という真に分子レベルでの基礎的な電子授受の手法を探索することを基盤として、独創的な機能分子、高分子および材料の開拓を行っています。

■研究の概要

　ナノ粒子は、媒体中に分散され、デバイス化・材料化には、微細間隙中への注入、薄層フィルム成形等の加工工程、さらには固定化工程を経ます。従って、ナノ粒子の媒体中における分散、配列・配向の計測・制御、及び、固定化が極めて重要です。そのような観点から、ナノ粒子複合系における高次構造形成過程のモニタリング手法を開発し、その手法を活用してナノ粒子複合系の高次構造の制御を検討しています。ナノ粒子として、酸化チタン、フラーレン、カーボンナノチューブ等を検討しています。また、有機材料から無機材料、金属材料まで広範囲にわたる検討が可能です。

■研究の概要

　イオンビームを使う特徴は、熱的、機械的、化学的な手法では得られない物質の合成が行えるところにあります。

■研究の概要

　動力伝達機構として用いられる機械要素の一つである歯車は、通常、ギヤボックス内で高速回転しているため、その状態を直接観測することは困難です。そのため、歯車対がかみ合う際の振動を計測・解析することで間接的に状態を観測することが行われてきました。しかしながら、機械の故障回避、適切なメンテナンス時期を判断するためには、歯車の"損傷の予兆を検知"することが重要であり、それを実現するためには歯車に直接状態量を監視するシステムを組み込む必要がありますが、市販されているひずみゲージ等のセンサを複雑な形状を有する歯車に貼付することは困難であり、また、高速回転する歯車からセンシングした値を取り出すことは簡単ではありません。
　そこで本研究では、複雑な形状を有する歯車等の機械要素の表面に、銀ナノ粒子を含有するインクを吹き付け、それを多軸のレーザー加工機によって焼結することで導電特性を持つ電気回路を印刷する技術を開発しました。この技術を利用して、歯車の状態、例えば、歯車歯元の応力を監視するセンサ、そしてセンサからの情報を無線で発信するためのアンテナを歯車の表面上に直接印刷することで、自らの状態を監視することが可能なスマートギヤの開発を行っています。

■研究の概要

　近年、半導体光触媒、金属コロイドなどのナノ粒子、デンドリマーなどの合成高分子の機能が注目され、それらを材料として利用する試みが盛んに行われています。しかし、ナノメートルサイズの微粒子の人体や環境に対する影響はまだ知られておらず、それらの分析方法も確立されていません。また、タンパク、核酸などの生体関連高分子は医療や生命現象の解明において非常に重要であり、その異常が疾病の原因であることが知られていますが、それら分子の分離・分析には非常に時間がかかります。そのため、迅速なナノ粒子や生体関連高分子の分析法の開発が望まれます。
　本技術は、顕微鏡下でマイクロメートルオーダーの流路中で発生させたレーザー誘起衝撃波の伝播により液中のナノ粒子・分子をそれらのサイズに依存して移動させることに基づく、迅速・小型のサイズ・分子量測定技術（レーザークロマトグラフィー法）です。概念図を右に示します。