京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　現代日本人はエアコン使用による快適環境下での日常生活が当たり前となり、さらに生活を楽にする家電製品の高機能化によりヒトは汗水流して働く必要が少なくなっています。このような社会状況は運動不足によるメタボリックシンドロームを誘発し、ヒトの環境適応能力を減退させる重要な要因となっています。本シーズでは熱中症や寒冷環境による事故を減少させるために重要な人間の機能向上を目標としています。具体的には暑熱・寒冷環境における現代日本人の適応能力を評価し、日常生活時に曝露されている温度や運動習慣と環境適応能力との因果関係を総合的に解析して、現代日本人の健康水準を向上させる方策を見つけることを目的とします。従来、ヒトの環境適応能力は暑熱・寒冷環境における体温調節反応を生理学的に解析・評価するのが一般的です。本シーズではこの方法に加えて、環境適応能力に影響を与える要因を生気象学的および衛生学的手法を用いて測定し、ヒトの環境適応能力とその決定要因を総合的に解析する手法を紹介します。

■研究の概要

　デザインは、人間がより良く暮らし、より良く生きる環境を作るための行為です。すなわち、身体的・精神的・社会的に良好な状態を実現することを目指す活動であるといえます。超高齢社会、少子化、人口減少など日本を取り巻く環境は今後ますます厳しい状況となることが予測される中で、さまざまな情報をインフォメーション・グラフィックを駆使して視覚化し、地域の人々にわかりやすく発信することを目指しています。

■研究の概要

【京都の伝統工芸工房との連携による商品開発】
京都にはすぐれた技術を受け継いで発展して来た素晴らしい伝統工芸が多数存在しています。そしてどの工房でも単に古いものだけを繰り返し作るのではなく、常に新しい試みをおこないながら発展して来ました。
当研究室では、今という時代に則した商品の研究開発を工房の方々と一緒に進めています。

■研究の概要

　京都には、伝統と文化を継承しながらも先端的な技術を生み出し、それを取り入れる環境があります。人々は生活の中で季節の変化を感じ自然と共生してきました。本学のある松ヶ崎は、背後に五山の送り火の「妙・法」が灯る西山（万灯籠山）と東山（大黒天山）、宝ヶ池や深泥池など、市街地に近いながらも豊かな里山の自然が残されています。また、本学には上賀茂本山に環境教育研究の野外実習場として整備されたエコフィールドがあり、里山を代表する動植物が数多く生息しており、身近に自然を感じることができます。この里山の環境を教育研究に活かすプログラムを進めています。
　現在、ヤママユAntheraea yamamaiをはじめ、シンジュサンSamia cynthia pryeri、オオミズアオActias alienaなど京都市産ヤママユガ科類の系統化に成功しています。里山の虫たちの代表で日本固有種のヤママユの保護とその生息環境の保全にも積極的に取り組んでいます。2011年からは、ヤママユの飼育を通じて自然とふれあい、身近な自然環境の大切さを学ぶ活動を広げるために、「京都北山やままゆ塾」を開塾しました。活動目標は、(1)北山の自然に親しみ、環境をみつめ、(2)ヤママユなどの虫たちを育てることで生命の大切さを知り、(3)環境を守る気持ちと地域のコミュニケーションを育み、豊かな未来につなげる環境教育研究を展開することです。

■研究の概要

　超大規模集積回路（ULSI）の高集積化及び高機能化が進む中、半導体デバイス作製に関わる微細加工・薄膜形成技術において、プラズマプロセスの高精度制御が次なるブレイクスルーを生む鍵となっています。
　次世代ULSIに登場する高誘電率ゲート絶縁材料や電極材料などをナノメートル精度で成形する微細加工技術をはじめ、超高速演算処理プロセッサ作製において重要な工程となる低誘電率薄膜形成技術など、未来社会を担う情報処理素子を実現するプラズマプロセスの研究開発を行っています。
　半導体プロセスに用いられる反応性プラズマは既存の材料加工に適用されるのみならず、これまでにない全く新しい材料を生み出す可能性をも秘めています。ちょうど宇宙空間でこの地球という天体が生まれたように、プラズマという媒質中でこれまでにない条件での物質形成が可能です。室温プラズマ中で自発的にナノダイヤモンドが形成され、ミクロな物質へと成長していくのがその一例です。プラズマという熱的非平衡環境を積極的に利用し、ナノテクノロジーの要素技術を確立することを目指しています。一方で、プラズマ中の微粒子の振る舞いは結晶物質の原子のそれと似ており、微粒子によって形成されるクーロン結晶は新しい材料として注目されています。ドイツ・ロシア研究チームとの国際協力により国際宇宙ステーションでの実験に参加し、日本のモジュールであるきぼう（JEM）での実験を目指すべく航空機での無重力実験にも取り組んでいます。
　また、プラズマを用いて殺菌をすることもできます。あらゆるプラズマを駆使し、半導体先端材料の加工から、超微粒子の形成、宇宙、バイオ・医療分野まで、あらゆる材料とプロセスに挑戦します。

■研究・技術のプロセス／研究事例

■組換えタンパク質を生産して機能解析します。
[ 実施例 ]
植物の活性酸素消去酵素アスコルビン酸パーオキシダーゼ(APX)の酸化損傷部位を質量分析法により同定して、その部位を改変することにより活性酸素耐性型APXを開発しました。この改変型APXは砂漠緑化の遺伝子ツールとしての利用が見込まれます。
■環境試料に含まれる微生物・動植物をDNA分析技術により同定します。
[ 実施例 ]
日本家屋の土壁の熟成中に増殖する微生物を同定しました。クロストリジウムは稲ワラのセルロースを分解、ジオバクターは粘土の酸化鉄 (III)を還元すると推定されます。このように土壁の熟成には、微生物が重要な働きを担っていることが分かりました。

■研究の概要

　自然界には数多くの食植生昆虫が存在します。それらは、私たちの生活圏に侵入すると、例えば農作物や園芸植物に直接の食害をもたらし、時に健康被害をもたらします。直接の害は無くても、不快さを与える原因になります。その要因を取り除くため、ヒトはこれまでに数多の化学農薬を開発し、それを使用することで、いわゆる「害虫」を駆除してきました。しかし、それらの化学農薬の多用が、結果として駆除対象である「害虫」に薬剤抵抗性の発達を促してしまいました。抵抗性害虫の駆除にはより薬効の強い成分開発が必要です。薬効が強まれば、ヒトへの健康被害も懸念され、自然環境に対する負荷も増大します。
　ライフサイクルが短く薬剤抵抗性が発達しやすいハダニ類は、このシナリオをたどる典型例で、化学農薬による防除が難しい重要農業害虫です。ハダニによる実害を効果的に抑えつつ、薬剤開発の無限ループから脱けだすには、発想を転換する必要があります。
　私たちが着目したのは、「食植生昆虫は数多存在しているにもかかわらず緑の植物が食い尽くされないのはなぜか」という点です。一つは、植物自身による物理的・化学的な自衛力、すなわち様々な摂食阻害効果によるものでしょう。それに加えて、食物連鎖を牛耳る捕食者の効果が挙げられます。アリ類は、多種の食植生昆虫に対し高い捕食圧を及ぼす絶対的な捕食者に挙げることができます。世界で1 万種、日本では350 種以上の種の多様性を示し、組織的に捕食を行う生物だからです。

■研究の概要

■機能性有機色素の中には、熱異性化により着色するサーモクロミズム、光異性化により着色するフォトクロミズム、酸により着色するハロクロミズムなど色々な種類のクロミック材料があります。現在、この可逆的な色調変化を利用した応用研究が盛んに行われており、日本はその分野の最先端を進んでいます。本研究は、これらクロミック材料を用いて放射線を可視化する高分子繊維材料を開発しています。
■放射線可視化フィルム(可逆型)　～フォトクロミック色素を利用～
放射線（X線）をフィルム中のシンチレーターが吸収し紫外線に変換することでフォトクロミック色素が反応します。
■放射線可視化フィルム(不可逆型)　～ハロクロミック色素を利用～
放射線（X線）をフィルム中のシンチレーターが吸収し紫外線に変換することで光酸（フォトアシッド）を発生させ、ハロクロミック色素が反応します。

■研究の概要

■クロミズムは、物質の光物性が外部の刺激によって可逆的に変化する現象を言います。機能性有機色素の中には、熱異性化により着色するサーモクロミズム、光異性化により着色するフォトクロミズムなど色々な種類のクロミック材料があります。現在、この可逆的な色調変化を利用した応用研究が盛んに行われており、日本はその分野の最先端を進んでいます。本研究は、このクロミック材料の合成、薄膜化、機能化、素子作製まで一貫して行なっています。
■多重記録材料　～可視光と紫外光を利用～
紫外光と可視光で4種類の異性体を可逆的に制御することが出来ます。
■マルチカラーリライタブル　～熱と紫外光を利用～
熱と光で4色（赤、青、黄、紫）のフィルムが可逆的に制御することが出来ます。
■放射線（Ｘ線またはγ線）を可視化　～放射光と可視光を利用～
放射線（Ｘ線またはγ線）を可視化することが出来ます。また色の濃淡から放射線量も分かります。