京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　現在多く用いられているヘアカラーリング用の酸化染毛剤には人体への影響・環境への負荷・合成化学原料の持続性などに関する課題があります。すなわち、酸化染毛剤では、薬剤や染色中に発生する発がん性の副成物などによって疾病が引き起こされる場合があり、また、染色中に刺激性の揮発成分が放出され、染色廃液がそのまま下水に排出されています。本研究室では、このような課題の解決を目指して、アミノ酸と糖を染料前駆体として用いた染毛法の研究を行なっています。そして、この染毛法によって白色人毛が茶褐色に染色されることを見出しましたが、当初は染色温度が70 ℃という高温で、染色時間が4 hという長時間でありました。そこで、この方法における染色条件の低温・短時間化を実現するために様々な試みを行なってきた結果、まず、クエン酸をはじめとするリンゴ酸骨格をもつ有機酸の添加によって、染色温度が下がり、染色時間が短縮されることがわかりました。さらに、糖の開環・アルデヒド化に着目し、これを進行させるための酸化剤の染色溶液への添加を検討した結果、D-キシロース＋β-アラニン＋クエン酸＋NaIO₄系で毛髪を処理すると、48.5 ℃、75 minで褐色に染色できることが明らかになりました。　本研究で開発された方法は、人体や環境への負荷を低減し、原料獲得が持続的な染毛法や他の繊維材料の染色法として実現できる可能性をもっています。　アミノ酸としてはグリシン・β-アラニン・バリン・セリン・アルギニンなどが利用でき、糖としてはD-キシロース・D-リボース・D-フルクトース・D-ガラクトース・D-グルコースなどの単糖の他、二糖・オリゴ糖・多糖が利用できます。また、酸としてはクエン酸・リンゴ酸・酒石酸・乳酸などが利用できます。そして、染色条件によって、黄～橙～茶～濃褐色の色調に毛髪を染色できます。

■研究の概要

　現在主に使用されている酸化染毛剤を用いて染毛すると、毛髪や頭皮が傷み、染毛後にかぶれや激しい症状が現れることがあります。また、染毛に伴って大量の廃液が下水に廃棄されるとともに劇薬相当成分が染毛中に大気に放出されています。そこで、人体と環境への負荷をより低減させた染毛用染料を、(+)-カテキン・ロスマリン酸・茶抽出物などのバイオベースマテリアルを用いて開発しました。
　(+)-カテキンを酵素または化学酸化して得られる「カテキノン」は、主に4-(3, 4-ジヒドロ-3α, 5, 7-トリヒドロキシ-2H-1-ベンゾ-2α-イル)-1, 2-ベンゾキノンの化学構造をもつ物質カテキノンからなり、毛髪を黄～橙～茶色に染色します。茶抽出物からも同様のプロセスによって染料が得られます。
　一方、(+)-カテキン・ロスマリン酸・茶抽出物などのカテコール誘導体を含むバイオベースマテリアルと金属化合物を組み合わせると、毛髪を黒色や濃茶色に染色できます。

■研究の概要

目 的
　チタン合金のパフォーマンス/コストを向上させるためには、安全性を保障しつつ、さらなる高強度化を実現しなければなりません。そこで、延性を損なうこと無しに、短時間に高強度化を達成できる熱処理法を開発しました。

■研究の概要

　人工臓器やペースメーカー等の体内埋込型医療機器用電源として、ブドウ糖（グルコース）を燃料とする「バイオ燃料電池」の研究開発が近年活発に行われています。バイオ燃料電池とは、ヒト等の体内の血中に含まれるブドウ糖を生体触媒（酵素）で分解し電気エネルギーに変換する安全・安心な発電デバイスです。本研究では、パッシブ型（グルコース等の反応物質を自然拡散で電極に取り込む方式）のバイオ燃料電池を開発し、電気化学的な性能評価試験（IV測定、定電流試験など）を行っています。

■研究の概要

　近年では、"生物多様性"や"エコ"、そして"食の安全"に対する意識が高まっています。病害虫に対する意識も、従来の全駆除を目指す殺虫・排除型の対処療法的管理から、生活環境・自然環境に配慮した総合的生物多様性管理（IBM)へと移行しつつ有ります。本学の嵯峨キャンパスは、歴史的風土保存区域内に位置しており、豊かな自然環境に囲まれています。このような自然を身近に感じられる環境と嵯峨キャンパス内に広がる実験圃場を活かして、環境に配慮する総合的生物多様性管理法の創出と理解を目指す教育・研究プログラムを進めています。
　昆虫は、ヒトと比べて単純な生物で、刺激に対して単純に応答するロボットのようなものと考えられがちです。しかし実際には、それぞれが状況に応じて生き延びられるように、利用しうる限りの情報を複合的に利用する能力を持ち、互いに相手を出し抜こうと熾烈な生存競争を繰り広げています。"自分は誰かに食べられることなく、何ものかを食べることができるか"は昆虫にとっても重要な命題の一つです。そのため、「食べられないため」「食べるため」に、様々な工夫を凝らしています。そうした生物種間相互作用を解明することで、自然に対する理解を深め、生物多様性管理に基づく環境教育・研究を展開していきます。

■研究の概要

　コンクリート構造物に生じるクラックの発見は、構造物の安全を守る上で極めて重要です。その診断は様々な手法によって行われていますが、検査範囲が広大である場合には目視による検査は多大な困難を伴います。本研究の目的は、コンクリート表面に現れているクラックを、画像情報から自動的に抽出するシステムを構築することです。
　本手法は、クラック画像をフラクタル性の強い、尾根状の明度分布を持った図形であると見なし、その尾根の断面形状をなぞる検出関数を用いた尤度比検定を行うことで、クラックの有無を判定します。検出関数の広がりや高さを変えることで、様々な太さのクラックを識別することが出来、また、統計的に処理を行うことでコンクリート面に付着した汚れなどの雑音成分にも強いという特徴があります。コンクリート表面には様々な人工物（パイプ、窓枠、コンクリートの継ぎ目など）が設置されたり表出したりしており、本手法では直線的な人工物の輪郭なども判別し誤検出を極力抑える工夫を行っています。