京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　センシング材料において、数多くの化合物が混合している状態から対象化合物を選択的に認識する必要があるため、特定の"化学構造"を認識するケミカルプローブが数多く開発されてきました。しかし、従来の単純な"化学構造"だけを認識するアプローチでは、類似の"化学構造"を持つ化合物を選択的に認識することが非常に困難となっております。そこで本シーズでは、"分子の大きさ"も同時に認識することが可能となれば、新規なバイオセンサーの開発につながると期待しております。しかしながら、これまでに"分子の大きさ"を認識するような機能性材料の報告例はありませんでした。本シーズの基盤材料であるブラシ状ポリフェニルアセチレンが側鎖ポリマーの"分子の大きさ"に依存し、主鎖ポリマーの吸収色を変化させることを見出しており、この材料を基に機能性官能基を導入することでセンシング材料の創製を目指しております。

■研究の概要

　光学特性や電子特性を示すπ共役分子は、蛍光材料や有機半導体材料として有用な化合物であり、さらに、これらの機能性が分子同士の配向や会合状態に大きく左右されることが知られています。分子レベルでの配向や会合を精密に制御するために、本研究室では、π共役分子とポリマーの融合による機能性材料の開発を行っております。近年、多様な構造を持つポリマーの合成が可能となっており、適切な分子設計を行うことで、自己組織化に伴いナノメートルスケールの均一な構造体を簡便に構築することができます。この自己組織化とπ共役分子を融合することで、機能性の発現を外部刺激によってON／OFFすることができ、センサー材料やスイッチング材料への応用を検討しています。

■研究の概要

　スマート農業、あるいは精密農業と呼ばれるものが注目を集めています。農場において、気温・湿度・照度・日照時間・土壌温度・土壌含水量・pHなど環境諸量の測定データ、灌水・施肥・剪定・農薬散布などの農作業内容の記録、作物の糖度・酸度・その他栄養素の測定データを集め、それらの解析等によって熟練者の栽培ノウハウを暗黙知から形式知に変えて栽培管理を行い、収量・品質の向上及び環境負荷低減を総合的に達成しようとするものです。
　集積したデータを解析すること、その活用法、および農業従事者にわかりやすい形で提示することなどについては多くの方が取り組んでいます。圃場情報獲得のためには、比較的小さな区画毎に設置した多数のセンサーからの計測データを逐次集め、ビッグデータとして扱わなければならないほどの多量のデータを分析しなければなりません。計測機能と無線機能をもったセンサノードはネットワークに接続されますが、ワイヤレスネットワーク設計のためには、電波伝搬特性、特に電力損失を知ることが重要です。ビルが建ち並ぶ市街地においては古くより調査・解析され、LTE、4Gなど移動通信網の設計に使用されてきました。しかし農場における電波伝搬については十分な資料があるとはいえず、実際に無線センサノードを設置する際に、その配置や送信電力の設計ができない状況です。作物(植物)が電波伝搬を妨げる環境における無線通信システム構築のために、その環境に特化した電波伝搬特性の調査・解析が必要です。