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

　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。

■研究の概要

　シリカモノリスは、相分離（物質が異なる領域に分離する現象。通常、多孔質などの不均質な材料構造を生じる。）を伴うゾル―ゲル法（液相から出発する材料合成法。特に無機材料・セラミックスにおいて、革新的なプロセス。）によって調製される一体型の素材で、微視的には三次元網目構造を取ります。調製条件を厳密に管理することで、μmサイズのマクロ孔とnmサイズのメソ孔を独立に調整可能です。この素材は多孔性に基づく大きな表面積と、高い液体の浸透率による高効率物質移動を可能にしており、現在HPLCのカラム担体として、従来の分析系の10倍の分析速度および分離性能を実現しています。シリカモノリスは有機合成反応や生化学反応の担体および触媒担体としても望ましい性質を兼ね備えていると考えられるので、この方面の応用も検討中です。シリカモノリスの合成から表面修飾による機能化、性能評価まで一貫して行っております。

■研究の概要

　自動車の高度化・高機能化に伴い、多数のセンサやアクチュエータが搭載されるようになってきています。これらのセンサやアクチュエータが接続される車載制御ネットワークにおける通信規格として経済的なバスネットワークを構築できるCAN (Controller Area Network)が広く用いられています。しかしながら、一つのバスネットワークに接続できるCANノード数は制限されますので、更なる高多重化が求められています。また、共有伝送媒体に多数のCANノードが接続したときには通信リンク当たりの伝送速度が低下するため、更なる伝送速度の高速化が求められます。また、CANネットワークに直流電力を重畳してCANノードに給電可能であれば、自動車内の電力線を低減することができます。本提案技術を用いることで、経済的にCANネットワークの高速化・高多重化・電力重畳化が達成でき、車載制御ネットワークのサステナブルな省線化が実現できます。