東北テクノアーチの製品・サービス一覧

現状、溶融シリコン、溶融金属等を扱う製造ラインにおいて、その効率化には精度の高い物性値を用いたシミュレーションが必要であるが、十分な物性値はない。 本発明では溶融状態の試料にレーザー光を照射し、温度応答の振幅と位相差から比熱や熱伝導率などの物性値を高精度に測定することを可能にした。本発明では、浮遊溶融による高純度状態を維持し、さらに、超伝導マグネット磁場により試料の振動および回転を抑制させることにより、精度の高い物性値の測定を達成した。

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　従来のマンガンケイ化物系の熱電材料ＭｎＳｉxは、熱電特性や耐熱衝撃 性に優れており、例えば、熱電特性の一つである出力因子Ｓ ２ σ（ここで、Ｓはゼーベッ ク係数、σは電気伝導度）として、最大で、５００℃のとき、２．２２ｍＷ／Ｋ ２ ｍが得られている。 　しかし、これらでは材料中にＭ ｎＳｉ（マンガンモノシリサイド）が、ＭｎＳｉｘのｃ軸方向に数十ミクロン周期で層状に析出し、これが材料の性能指数Ｚ（出力因子Ｓ ２ σを熱伝導度κで割ったもの）を低下させる原因となっている。 　本発明は、ＭｎＳｉの層状析出を抑制し、より熱電特性に優れた熱電材料および熱電材料の製造方法を提供する。

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　液状化は、地下水位が高く、砂を多く含む緩い地盤に地震、建設工事等の振動が加わることにより地盤が液体状になり急激に耐力を喪失する現象であり、地表や地中に位置する構造物に大きな被害をもたらす。このため、液状化の度合いを評価する技術の実用化が望まれている。 　従来技術にもAIを用いて液状化危険度を評価する方法があるが、いずれも地盤のデータを必要としていた。しかし、上述地盤のデータは、例えば、ボーリング、スウェーデン式サウンディング試験、表面波探査により収集されるものの、これら作業には大きな労力を要する。 　本発明は、地盤データを収集する作業を省略しつつ、液状化の危険度合いを評価することができるものである。

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　従来、外力を与えたときに変形しやすい柔軟な状態と、接触時に外部に力を伝えることが可能な高剛性の状態とを切り替える機構が研究されている。また、その機構を利用して対象物を把持するグリッパが提案されている。グリッパの種類は多岐にわたり、複数の連結部材を一列に並べて互いに回転できるように連結して成るもの、ワイヤに通して一列に並べられた数珠から成るものなどある。しかし長尺化すると、摩擦による力の損失で高剛性状態にするのが困難になったり、自ら形状を変化させることができなかったりするという課題があった。 　本発明は、このような課題に着目してなされたもので、自ら形状を変化させることができると共に、比較的小さい力で高剛性状態を保持することができる可変剛性連結体を提供することが可能となった。本発明は、一列に並べて連結された複数の連結部材にプーリーが設けられ、各プーリーに回転用紐体を有し、連結部材の固定状態と回転状態の切替が可能になるよう構成されている。本発明では、連結体を固定状態にして高剛性状態を保持するための力を小さくすることができるため、比較的小さい力で対象物を把持し続けることができる。

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　本発明は、ジャイロセンサのうち、FMジャイロセンサに関する。 　従来のFMジャイロセンサは、温度変化や部材の製造誤差によって、測定精度が下がるという課題があった。これは、センサに用いる振動子を２つ用いるために、それら振動子間に生じる温度変化の差や、製造誤差によって、振動子の特性を同一に保てないことに起因していた。 　これに対して本発明では、振動子を単一とし、異なるモードの振動を印加しすることで、上記の課題を解決する。 　本発明を用いるジャイロセンサは、上記の通り測定精度が高いのみなら ず、原理上、磁気センサや圧力センサとしても機能することができ、産業上の優位性をもつと考えれらる。 　上記ジャイロセンサ、磁気センサ、圧力センサ各種で特許取得・出願している。

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ジャイロ装置に用いられる２次元振動子は、ｘ軸方向とｙ軸方向のＱ値を整合させる必要があるものの、製造誤差等に起因してそれらのＱ値が僅かに異なる場合がある。このため、x,y軸方向それぞれのＱ値を独立して制御できることが望まれる。 　振動子においては、振動によって熱流が発生し，この熱流によってQ値が影響される(熱弾性損失)。そのため、構造中に熱流の経路を追加したり、熱流を遮断することでQ値の調整が可能になる。 　本発明の2次元振動子は、基本的な振動子構造に加えて、剛性を大きく変化させること無く，熱流のみを制御するための，加工可能部材が予め設けられている。これらの加工可能部材を適宜切断することにより、互いに直交する第１モードおよび第２モードにおけるそれぞれのＱ値を独立して制御可能とする。

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油脂は、製造工程や貯蔵中に熱や光照射により容易に酸化される。抗酸化対策は酸化原因によって異なるため、植物油の品質維持には、酸化度合いのみならず、酸化原因の究明が重要である。 これまでに、LC-MS/MSによる脂質ヒドロペルオキシドの異性体解析を通した酸化原因の特定法が報告されたものの[1] 、本法は煩雑な操作やラボレベルの施設・機器を要するなど、汎用性が低い。一方で、本研究では食品の非破壊分析に広く活用されている近赤外分光分析（NIR）にて酸化原因を特定できる方法を構築した。これまでにNIRは、植物油の過酸化物価やカルボニル価、共役ジエン価などの油の酸化評価に活用されているものの、酸化の原因究明に応用された例はない。本発明により、油脂の酸化原因を迅速かつ簡便に特定することが可能となった。

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鋼鉄より軽く強靭な性質を有するセルロースナノファイバー（CNF）やセルロースナノクリスタル（CNC）は、無機材料に代わる樹脂フィラーとして期待されている。一方、CNFよりも低アスペクト比（強固）で結晶性が高いCNCの方が樹脂フィラーに好適にもかかわらず工業生産に向けた研究開発が進んでいない。本発明で提供するCNWの製造方法は、低誘電率有機溶媒中で微結晶セルロースを粉砕した後、該溶媒を乾燥させるだけの簡便・容易な手法であり、且つ高濃度で微結晶セルロースを粉砕することができる。また、本発明のCNCは、分散媒を乾燥させても角質化や凝集体の形成が抑制された粉末状のCNCであり、水への再分散性にも優れていることから、特別な処理を施さなくとも樹脂フィラーとして用いるために必要な表面修飾処理等の加工を簡便に行える。

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有機無機複合粒子を合成する方法の大半は修飾剤を用いた方法であり、高価かつ量産に不向きであった。本発明は、最終性能を犠牲にすることなく、より簡便に有機無機複合粒子を合成する方法として、親水的な無機材料表面に2種のモノマーを逐次的にリビングラジカル共重合することにより得られる有機無機複合粒子を提供する。 【効果】 • 無機粒子の種類に依らず、手軽・安価・大量に無機粒子表面が有機ポリマーにより改質された有機無機複合粒子を合成できる。 • 無機粒子の表面に重合性反応基を導入する修飾処理を施す必要がないため、修飾剤由来の成分を含有することがなく、無機粒子や有機ポリマーが本来持つ物性や機能を十分に発揮できる。

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近年盛んに開発されている無機ナノ粒子-高分子複合材料は、修飾剤を介して無機ナノ粒子の表面に高分子材料を結合させているが、多段階操作となる点や、最終的に得られる粒子において修飾剤が不純物となる点が問題となる。本発明では、修飾剤を用いない簡便な方法で、新たな無機ナノ粒子-高分子複合材料を提供する。 【効果】 • 任意の比率で無機ナノ粒子と高分子材料を混和できる。また、反応工程も従来より減る。 • 無機ナノ粒子と高分子の組合せ数が多い。 • 分散することが難しかった無機材料も適用可。 • 高分子樹脂中での分散安定性が、有機表面修飾ナノ粒子と比較しても格段に高い。

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鋼鉄より軽く強靭な性質を有するセルロースナノ材料は、無機材料に代わる樹脂フィラーとして期待されている。一方、樹脂フィラーとして用いる場合はセルロースナノ材料の表面を修飾する必要がある。本発明は、より簡便に表面修飾セルロース材料を合成する方法として、親水的なセルロース材料表面に2種のモノマーを逐次的にリビングラジカル共重合することにより得られる表面修飾セルロース材料を提供する。 【効果】 • 手軽・安価・大量に表面修飾セルロース材料を合成できる。 • セルロース材料の表面に重合性反応基を導入する修飾処理を施す 必要がないため、修飾剤由来の成分を含有することがなく、セルロース 材料や有機ポリマーが本来持つ物性や機能を十分に発揮できる。

• その他

鋼鉄より軽く強靭な性質を有するセルロースナノファイバー（CNF）やセルロースナノクリスタル（CNC）は、無機材料に代わる樹脂フィラーとして期待されている。一方、CNFよりも低アスペクト比（強固）で結晶性が高いCNCの方が樹脂フィラーに好適にもかかわらず工業生産に向けた研究開発が進んでいない。本発明で提供するCNCボールの製造方法は、良溶媒中で微結晶セルロースを粉砕した後、貧溶媒に置換するだけの簡便・容易な手法である。この手法で得られるCNCボールは水への再分散性に優れていることから、特別な処理を施さなくとも樹脂フィラーとして用いるために必要な表面修飾処理等の加工を簡便に行える。

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　現在、変形可能な柔軟な状態と、高剛性の状態とを切り替えることができる機構が複数知られている。例えば、ワイヤに負圧を与えることで剛性を高める機構や、隣り合う連結部材が関節部分の剛性を高める機構などが開発されている。しかし、与える負圧の限界によって高剛性化に限界があったり、ワイヤの長尺化によって先端部を高剛性状態にするのが困難であったり、任意の方向に曲げることができなかったり、様々な課題があった。 　本発明は、このような課題に着目してなされたもので、柔軟な状態のときに任意の方向に曲げることができ、高剛性状態のときの剛性を高めることが可能で、長尺化しても全体を高剛性状態にすることができる剛性可変変形体および剛性可変機構を提供することが可能となった。本発明は、細長い可撓性の変形体本体と、細長い袋体と、支持手段と、流体供給排出手段とを有していることを特徴とする。本発明は、袋体の内部に流体を供給したとき、任意の方向に曲げた状態や捻った状態や真っ直ぐにした状態で固定することができ、高剛性の状態にすることが可能となる。

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深紫外発光素子(DUV-LED)はAlGaN系窒化物半導体から作製される。そのAlGaN系DUV-LEDの基板材料には、AlGaNとの高い格子整合性、AlGaNよりも広いバンドギャップ、および高い熱伝導率が求められ、それらの条件を満たす窒化アルミニウム（AlN）が注目されている。 　AlN単結晶作製の従来法として昇華法があるが、高温を必要とするためコストが高く、また温度制御が難しいという課題がある。 　本技術を用いれば、低温かつ温度制御が容易な条件で、比較的大きい速度で単結晶のAlN種晶を作製することができる。 　また本技術は、同発明者らによるAlN単結晶の液相成長法と組み合わせることで、本技術で作製した種晶上に、AlN結晶を成長させることで、AlNバルク材料を作製することが期待される。

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抗体薬物複合体（ADC）は、抗体と低分子薬剤とをリンカーで繋ぐもので、抗体の高い選択性により標的細胞までペイロード（低分子薬剤/核酸医薬など）を送達するのが狙いである。しかし既知のリンカーは、標的細胞に届く前に低分子薬剤が切断・放出されたり、逆に意図した通りに切断されず薬効が発現しないなど、数多くの課題が残されている。 本発明では、細胞内グルタチオン（GSH）濃度依存的に切断されるリンカーに関するものである。がん細胞は正常細胞と比較して、20倍以上のGSH濃度差がある [1] 。発明者は、S-S結合の電子密度を調節した結果、GSH濃度差によりS-S結合開裂特性を有するArSSrAモデル化合物を合成した。右の図表に示すように、正常細胞ではほぼ切断されないのに対して、がん細胞では100分後に80%以上が、1日経って全てが切断されてリリースされたことが確認された。 さらに、がん細胞に選択的な薬物放出を観察できた（右上図）。

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コンクリート構造体は十分に初期強度が発現するまで脱型（型枠の取り外し）をしない規定がある。工期短縮のためには、脱型前の段階で簡易かつ正確な強度測定手法が求められる。従来はテストピースの強度試験により確認されるため時間とコストが大きい。また、ウィンザーピン法やトンネルなどの吹付けコンクリートに用いられる空気圧ピン貫入試験も知られるが、高価な専用装置が必要であるなど導入は容易ではない。 構造体に余分に施工しておいたボス供試体に対する強度測定もあり、精度は高いが、構造体から供試体を切り離す手間の発生や、圧縮試験を現地で行えないという問題がある。また非破壊検査も存在するが、脱型前に適用可能な方法はない。 本発明は、ピン貫入試験機を用いて、脱型前の段階から現場で簡便に構造体強度測定を行う技術である。測定部と機器の構成上、粗骨材の影響を低減した高精度な測定が、非破壊で可能である。

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半導体製造装置用の高精度変位センサとして光学式リニアエンコーダが用いられており、これまでに様々なアブソリュート方式の絶対位置検出手法が実用化されている。しかし、複雑な微細パターンの組み合わせや、複雑な検出光学系が必要となるという問題がある。このため、白色光源と位置検出用の不等刻線間隔を有する回折格子を適用し、分析器のスペクトル情報をもとに、絶対位置を検出する光学式1軸エンコーダが提案されている。しかし、回折格子が直線移動する際の回転運動誤差が絶対位置の検出に影響するという課題がある。 本発明では回折光群のスペクトルを分析することで、1軸ないし2軸方向についての高分解能かつ高精度な絶対位置測定を実現できる光学式絶対位置測定装置、およびその測定方法を提供することが可能となった。本発明では、不等刻線間隔1軸回折格子が、白色光源から生成された白色光束を入射するよう設けられ、回折格子の絶対位置を、分析器で分析した光スペクトルをもとに検出したピーク波長から検出する。

• その他

生体内材料や人工股関節の材料は、応力遮蔽による骨への悪影響を防ぐため、骨に近いヤング率をもつこと、及び、骨への生体活性を付与することが求められている。また、Ti合金の埋め込み手術の際に、オートクレーブによる滅菌処理がなされるが、低温加熱によるオートクレーブ処理によって酸化脆化やTi合金の相変化に伴う機械的性質の劣化という課題があった。 本発明はオートクレーブ処理に代わり、陽極酸化を用いることで、骨に近いヤング率を維持しつつ、高い抗菌性と生体活性を有するチタン合金の製造を可能とするものである。具体的には抗菌活性値（JIS R 1702）が2.0以上を呈し、疑似体液への浸漬により骨の主成分であるハイドロキシアパタイトの析出から生体親和性を有する。

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ステンレスは工業上重要な鉄合金であるが、比重が大きいため単位密度当たりの強度は他の金属材に劣っている。そのため、輸送機器などの部材として低比重かつ高強度を有する鉄合金が求められている。本発明は、比重7以下でありながら0.2%耐力と引張応力が最大1000 MPaを超える高強度鉄合金を提供する。

• その他

ナノオーダーからマイクロオーダーの微細な空孔を有する多孔体は、様々な用途への応用が期待されている。多孔体を構成する材料のなかでも、炭化ケイ素は耐熱温度が高く、半導体材料として優れた特性を示すことから注目されている。しかし、炭化ケイ素の多孔体を応用するには、材料自体の優れた特性だけでなく、多孔体の構造についても検討の余地がある。本発明は、ナノスケールからミリスケールまでの広範な孔径を有し、かつ、フラクタル性を示す多孔構造の炭化ケイ素多孔体に関するものである。また、その簡便な製造方法も合わせて提供する。本発明の製造方法は、金属蒸気中（例えば、Mg蒸気中）で有機シリコン化合物を加熱して、炭化ケイ素と金属の酸化物との複合体を形成する工程と、複合体から金属酸化物を溶出させる工程とを有している。この方法を用いて製造される炭化ケイ素多孔体は、高い空隙率を実現するため、大きな表面積が求められる用途に好適である。

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近年、様々な生理活性を持つ糖鎖の機能を活かした材料として、糖鎖高分子が開発されている。しかし、糖鎖高分子の調整は、高分子が関わる反応のため、有機化学的・酵素的手法では目的とする糖鎖高分子を自由に調整することが困難であった。そこで本発明は、アマドリ転移反応を応用することで、マイルドな条件下で高分子に無保護糖鎖を導入する方法を提供する。

• その他

これまで塑性ひずみの検出法として、磁気・超音波・X線・硬さ等を用いた方法が知られている。しかし、精度や定量性の観点から、全ての手法が確立された方法ではない。一方、金属材料の経年劣化に対して、損傷測定の原理が明確な計測手法として電気化学的な手法(アノード特性/電気化学エッチング)がある。材料をエッチングした場合、結晶粒界に原子配列に乱れがある場合や析出物・不純物がある場合には、その部分が選択的に溶解する。本発明では、ステンレス鋼において、硝酸エッチングによって双晶部が優先的に溶解する条件を見出し、エッチング痕の密度により塑性歪み量が評価できる手法を開発した。

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現在、ある対象者の摂食嚥下機能を評価するための摂食嚥下機能評価装置が知られている。これに対し、摂食行動が正常であっても、対象者が意味記憶機能に障害を有すると、摂食率が低下しやすい場合がある。しかし、既存の摂食嚥下機能評価装置では、対象者の意味記憶機能に関する情報が出力されないため、対象者の摂食率が過小である原因を認識できないという課題がある。本発明によって、対象者の摂食率が過小である原因を適切に認識することができる摂食嚥下機能評価装置を提供することが可能になった。本発明の摂食嚥下機能評価装置は、摂食行動情報取得部と、正誤情報取得部と、摂食行動評価情報出力部と、意味記憶評価情報出力部と、を備えることを特徴とする。本発明では、摂食嚥下機能の評価をコンピューターに実行させ、対象者の意味記憶課題に対する回答の正誤情報を取得し、対象者の意味記憶機能が正常であるかどうかの情報を出力する。これによって、対象者の摂食率が過小である原因を適切に認識することができる。

• その他

モールド（版型）の高い製造コストがナノインプリント技術の普及に向けた大きな課題である。高価な原版モールドを複製したレプリカモールドがコスト低減のためには必須であり、さらに繰り返し使用に耐えうるレプリカモールドの実現が切望されている。現在実用化されている樹脂製のレプリカモールドは、数回の型転写が限界であり繰り返し耐久性が低い。本発明は、強靭で繰り返し耐久性に優れた樹脂製レプリカモールドに関するものである。本発明のモールドは樹脂中に無機粒子が分散した有機無機ハイブリッド材料から成り、ポリイミドよりも高い押し込み弾性率を持つ。本発明のモールドは、従来型の樹脂モールドと比較して離型力が大幅に小さいため、繰り返しインプリントを行った後もパターンの欠損が極めて少ない。また、無機粒子の混合割合が60wt%の時でも流動性が保たれるため、原版モールドを押し付け光照射により硬化させることで簡便に製造できる。さらに、耐熱性と紫外光透過性を併せ持つため、熱ナノインプリントと光ナノインプリントの両方に適用可能である。なお、パターンの粗密がある原版モールドのレプリカ製造には、孔版印刷を用いて基板に樹脂を塗布しておくことが有効である。

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運動時の足関節捻挫や高齢者の転倒が頻発する際の原因の一つとして、足の着地後の不安定性がある。このため、着地における安定性を高い精度にて評価できれば、治療若しくは機能回復訓練の効果、又は、インソール等の運動補助具の使用の効果を適切に評価できる。 従来、安定性を評価する方法として、圧力中心の移動軌跡の総軌跡長や軌跡面積を測定する方法によって評価されていた。しかしながら、これらのパラメータは、平衡機能による姿勢の調節、跳躍の高さ、体重に応じて、比較的大きく変動してしまう。このため、着地における安定性を高い精度にて評価できない場合がある、という課題があった。 本発明は、着地後の圧中心について、動的安定性の安定域を定義づけるアルゴリズムに関する。

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筋肉が減少する筋萎縮は老化など様々な原因から生じ、有効な治療法がないため、治療薬・予防薬の開発が望まれている。筋萎縮発症の原因となる遺伝子群はFoxO転写因子によって発現誘導される。発明者らは、Mkl1とMkl2がFoxOタンパク質を抑制することで、筋萎縮を強力に抑制していることを発見した。一方で、筋萎縮発症時にはMkl1の発現が顕著に低下することから、Mkl1/2の機能低下が筋萎縮の発症原因の一つと考えられる。実際、培養筋細胞やマウスの実験において、Mkl1/2を外来的に補充すると筋萎縮は抑制された。Mkl1/2の活性を高めることが、筋萎縮を抑制することのカギである。Mkl1/2の活性をモニターする系を用いてハイスループットスクリーニングを行うことで、筋萎縮治療薬の開発を推進することが期待される。他方、昨今は愛玩動物（ペット）においても高齢化によるサルコペニ アが問題となっている。また、畜産分野においては、筋肉量の増加は収益に繋がる。従って、本技術はヒトを対象とした医薬品・サプリメントの開発のみならず、獣医学・畜産分野での応用も期待される。

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糖尿病性腎症（DN）の原因因子としてフェニル硫酸（PS）やインドール硫酸（IS）がある。これらの化合物は、食事から摂取したタンパク質の代謝物であるフェノールやインドールと、腸内細菌が生産するチロシンフェノールリアーゼ（TPL）やトリプトファンインドールリアーゼ（TIL）が反応して生じる。体内のPSやISを減少させることがDNの予防や治療にとって重要だが、これらが原因因子として明らかになったのも最近であり、減少に有効な物質は見つかっていない。 本発明は、ゴマリグナン化合物を有効成分とするTPLやTILの阻害剤に関するものである。

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フラーレンは多くの機能を有する材料として期待されているが、フラーレン結晶は面心立方格子構造をとりフラーレン表面が露出しないため、その機能を有効に発揮できない。そこで、本発明では水酸化フラーレンを用いてフラーレンの間に隙間を生じさせることにより、比表面積の大きいフラーレンポリマーを提供する。

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近年、環境に応じて柔軟に変形することが可能で、様々な環境に適応できるソフトロボットの開発が行われている。しかし、ソフトロボットの多く は柔軟な構造のため、鋭利物などに接触すると破損してしまい、運動性や変形性などの機能を喪失してしまうという問題があった。これに対し、破 損した箇所などを自己修復するために、高分子等の材料が開発されている。しかし、大きな損傷のときに自己修復できないという課題があった。 本発明によって、大きな損傷であっても、外的要因によらず、あらゆる環境下で自己修復可能な自己修復機構およびソフトロボットを提供することが可能となった。本発明は、混合することによりゲル化または硬化する2種類の液体を収納した2つのチューブを螺旋状に巻き付けて成る硬化手段を有する。また、本発明のソフトロボットは、前述の硬化手段が変形部位および柔軟部位に沿って張り巡らされていることを特徴とする。これによって、本発明のソフトロボットが鋭利物などに接触して破損したとき、2つのチューブも破損して各液体がゲル化または硬化し、自己修復を行うことができる。

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従来、手元で操作可能な薄型の変形機構として、薄い板材を湾曲変形させるものが開発されている。物体の剛性は断面二次モーメントおよび材料のヤング率の2つに依存しているため、湾曲する変形機構では、断面二次モーメントは初期状態の断面形状に依存する。つまり、たとえヤング率が高い金属板を用いたとしても、曲げに対する剛性が低いという課題があった。また、曲げ方向の板の厚みを大きくすると、湾曲時の板の伸び量が大きくなるため、湾曲可能範囲が小さくなってしまうという課題もあった。本発明によって、薄型のままで剛性を高めることができる変形機構およびグリッパを提供することが可能になった。本発明は、細長い板状を成し、厚み方向に撓む弾性および長さ方向に沿った軸周りに捻れる弾性を有し、回転可能に連結された一対の変形体と操作支持部とを有している。各変形体は、表面が互いに内側の方向に傾くように構成されていることを特徴とする。これにより、薄型のままで剛性を高めることができる変形機構およびグリッパを提供することができる。

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圧縮性流体解析手法は、様々な現象の解析に適用できる。実際、通常の空力解析のほかに燃焼流、プラズマ流また状態方程式を工夫することによりスーパーキャビテーションなどの解析にも適用されている。さらに、これを擬似圧縮法などにより非圧縮性流体の解析にも適用できるように拡張していくことも可能である。このような点から、カーネルとなる圧縮性流体解析を頑健、高精度かつ高効率で計算できるようにし、様々な物理モデルを容易に組み込めるようにした汎用プログラムを開発しておく必要がある。そこで、一般状態方程式を用いて空力解析とスーパーキャビテーションの両方の解析が可能な圧縮性流体解析コードの開発した。

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光秘匿通信に用いられる暗号として、光の量子雑音を利用したストリーム暗号(QNSC: Quantum Noise StreamCipher) が知られている。QNSCは、高速通信が実現できる量子暗号として期待されているが、強い光信号を利用するため、量子雑音による完全なマスキング効果が得られず、暗号化に用いる乱数列の一部の情報が盗聴者に漏れてしまう可能性があるという課題があった。本発明によって、高速伝送を得意とするQNSC信号を時間軸にも 拡散させ、データの振幅および位相の多値化に用いる乱数列の情報も暗号化することにより、従来のQNSCよりも安全性が高く、かつ高速伝送可能な光秘匿通信システムおよび光秘匿通信装置を提供することが可能になった。本発明は、送信部で生成したQNSC信号を共通鍵を用いて時間軸上にランダムに拡散させた上で送信し、受信部において、送信部との間で予め共有した共通鍵を用いて、正しいタイミングでQNSC信号を受信するよう構成されている。このように、暗号化に用いる乱数列も暗号化することにより、より高い安全性と高速性を兼ね備えた光秘匿通信を実現することができる。

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本発明は、生体内使用部材用金属ガラス合金に関するものであり、さらに詳しく述べるならば、貴金属が本来具備する高い耐食性と同時に金属ガラス合 金が持っている優れた耐食性、機械的強度、粘性流動による成形加工性なども兼備した新規な生体内使用部材用貴金属基金属ガラス合金に関するものであ る 。本発明の組成はPd-Pt-Cu-Pであり、毒性を持つＮｉを含まず、生体適合性に優れ，かつガラス形成能に優れる点が特徴として挙げられる。容易な成形加工により複雑な形状の生体材料にも対応可能である。

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【燃料電池】 高効率・高耐久・低コストの燃料電池システム構築には、電池内部におけるプロトン、酸素、水などの輸送メカニズムを解明し、最適なシステム設計が必要です。ナノ・マイクロスケールの 流動現象を解析し、各部材における構造特性と輸送メカニズムの相関を明らかにすることで、PEFC性能向上へ活用が期待されています。 【二次電池】 エネルギー需要の増大と環境問題の深刻化から、充電、放電がともに可能でCO2や窒素酸化物を排出しない二次電池が注目されています。液系および全固体リチウムイオン電池 内部における、電解質内のイオンの流れなど、ナノ・マイクロスケールの流動現象解析の実績があります。 【半導体】 半導体製造の成膜工程では膜厚誤差±0.5Åという原子層レベルの制御が求められています。従来、精密な薄膜を形成するためには膨大な実験データを最適化する必要がありましたが、徳増研究室では数値シミュレーションによりメカニズムを解明し、最適な成膜条件探索を行います。

• その他

本発明では、反射鏡の設置誤差が結像特性に与える影響を小さくすることを目的に、２つの反射鏡として「非球面反射鏡」を用いていることが特徴である。本発明の顕微鏡への応用例を図2に示した。本発明で提案しているいくつかの光学パラメータの１つを用い、拡大鏡を作製した。反射鏡間が10cmと広い空間が確保されており、そこに設置した直径1mmポリエチレン球、お よび体長1mmの昆虫の羽根の毛を観察することができた。さらに本発明は光学系で高精度な位置合わせが要求される波長2-200nmの極紫外および軟Ｘ線領域に有効である

• その他

本発明は、反射鏡を利用した投影光学装置、特に各種顕微鏡等に好適な反射型の投影光学装置に関する。一般的な反射型投影光学装置では、結像に伴う収差を低減させるため、一組の凹面鏡と凸面鏡で構成されるシュワルツシルト光学系が用いられる。しかしながら、この種の従来装置では、高分解能での観察には、拡大光学系の結像倍率が不足するという問題があった。例えば、シュワルツシルト光学系で容易に実現できる焦点距離は、作成可能な反射鏡の外径で制限され、１０ｍｍ程度であり、 1m程度の全長で実現できる結像倍率は最大で１００倍程度である。このため、試料上で10nmの空間分解能を得るには、２次元検出器には1μ m以下の分解能が要求されるが、この波長域で広く用いられる背面照射型ＣＣＤの最小画素サイズは10μ m程度であり、１桁程度検出器の分解能が不足するといった課題があった。本発明は、図１の方式を利用する事で、結像倍率や光量を従来装置に比べて著しく向上可能である、全て反射鏡で構成した反射型投影光 学装置に関する。

• その他

CO2固定・利用では、例えばアミン吸収液やカルシウム水溶液と希薄CO2 含有ガスとの反応など、気液間の物質移動・反応・吸収を伴う系が多く存在する。従来のスプレー塔、気泡塔、充填塔、ぬれ壁塔などは、反応界面積、滞留時間を大きくとる目的で装置が大型化することが問題である。 また日本国内における製塩プロセスの濃縮・晶析・乾燥工程でも、従来法である立窯法では同様に装置の大型化が問題であり、また液相を沸騰させて気泡を発生させるため、エネルギー消費が大きいことも問題である。 本発明は、回転式二重管を用いた熱交換機構に導入した気相が、回転円筒の撹拌力・剪断力により微細化し、溶媒内に保持される現象を利用して、気液反応界面積を増大させることで、装置の小型化を達成するものである。また、回転円筒上の析出物や境膜の除去により、伝熱速度が向上し、省エネルギー化も可能となる。

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黒体は、あらゆる光を完全に吸収できる物質であるが、光をほぼ完全に吸収できる物質としてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）黒体が知られている。これは、紫外線から可視光、遠赤外線までの２００ｎｍ-２００μｍの広い波長域で９８％以上の光（電磁波）を吸収することができる。 このカーボンナノチューブは、カメラや光学機器の遮光、赤外線吸収材や熱型赤外センサー、電子機器の冷却などに利用が可能である。しかしながら、ＣＮＴは微粉末でその製造、取り扱いに困難さが伴うといった課題があった。本発明は、紫外光から、可視光、遠赤外光までの広い波長領域にわたって光を吸収可能で、かつ光の吸収方位を選択的に調整することができる金属ナノ・マイクロ突起黒体を提供することを目的とする。

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コイルに生じる誘導起電力を使い回路電流を一定に保つ素子としてインダクタ素子が知られており、小型の電子機器で使用される回路素子には小型化が求められるが、構造上の制約から小型化には自ずと限界があった。本発明は、発明者らが研究しているスピントロニクス技術のインダクタの発現原理を利用して、従来のコイルや磁気構造のような「ねじれ」の必要ない「普遍的な磁性材料」で、安価で温度等に対し安定的な小型化が可能な特性可変インダクタ素子を実現する理論を実証した。

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Co2MnGaやCo2MnAlに代表されるCo基ホイスラー合金は、大きな異常ネルンスト効果や異常ホール効果を示すため、高感度センサや高効率熱電変換素子の候補材料として注目を集めている。上記の優れた特性を発現させるためには、単結晶成長させたバルク材料、または単結晶基板上に成長させた単結晶薄膜が必要と考えられ、そのような試料が作製されている。しかしながら、実際のデバイスへの応用を視野に入れると、単結晶基板を用いない多結晶膜において単結晶の材料と同等の特性を示すことが不可欠と考えられていた。 本発明では、単結晶薄膜と同レベルの異常ホール角(θAH~7.5 %)および以上ネルンスト係数(SANE~5 μV/K)を示しながらも、単結晶基板に限らない「多結晶ホイスラー合金薄膜」を提供する。多結晶層を絶縁性のAlN層で挟みこむことで、結晶配向の制御や結晶性の向上を促進することができる。

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λ-Ti3O5は可視光で光誘起相転移を示す初の酸化物材料であり、従来のカルコゲナイド材料に比較して環境負荷が小さいため、CD, DVD,BDなどの光記録材料への応用が期待される。しかし現状ではλ-Ti3O5が準安定相であるため、作製できる結晶の大きさがナノメートルオーダーに制限されている。 本発明は、TiO2を原料とし、パルスレーザー堆積(PLD)法において、実施可能な程度に容易な工夫を施すことで、デバイス応用が期待される大面積（5×5mm以上）のλ-Ti3O5薄膜を提供することを可能とする。 また従来法では基板上に直接λ-Ti3O5を作製することができず、中間にシード層が必要であったため、シード層の成分がλ-Ti3O5に拡散し、相転移を示さないことが問題であった。それに対して本発明は、シード層を介さず基板上に直接λ-Ti3O5薄膜を作製することができるため、安定して相転移を示すものである。

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組合せ最適化問題は近年様々な社会課題を解決可能な手法として注目されており、その解を高速に探す手法として量子によるアニーリング手法(QA)が期待されている。しかし、現状のQA は実装規模に制限があったり、専用のシステムを用意必要があるなど、大規模な問題を解くのに不向きであった。また、現在研究されている確率情報に基づく演算手法のストカスティックを用いたシミュレーテッドアニーリング法(SC-SA)は、古典系で動作するため問題に制約がなく，省電力ではあるが、大規模化に伴い低速であり、導入においてハードルがあった。 そこで本技術は、ストカスティック演算に基づく新たなアニーリング法である量子モンテカルロ(SC-QMC)を用いることで、実装規模の制限や導入コストの少なくし、高速に、QAに比べて2桁以上の省電力で、最適化問題の解法を実現した。

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近年、発光ダイオードやレーザなどの発光素子に用いる半導体材料として、III族窒化物半導体（GaNやInGaN）が着目されている。この窒化物半導体は、赤外光から紫外光の広い波長範囲に対応するバンドギャップエネルギーを有し、青色や緑色などの発光ダイオードや、発振波長が紫外域から赤外域の半導体レーザの材料として有望視されている。しかし、窒素の気相・固相間の平衡蒸気圧が従来からあるIII-V族半導体材料に較べて数桁高いため、GaN単結晶基板を安価で作製することはできない。また、「自立基板」と称されるGaN基板を用いる方法もあるが、現状の作製技術では高いコストを要するといった課題がある。 本発明によって、より安価に貫通転位密度の少ない窒化物半導体自立基板が作製することが可能となった。本発明では、成長基板の主表面上に窒化物半導体からなるバッファ層を形成する工程から、複数の窒化物半導体自立基板を作製する工程までの、全7工程を備える。

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窒化物半導体InGaAlNは太陽光スペクトル全域をほぼカバーでき、かつ、その構成元素も環境に優しい。窒化物半導体には従来からある半導体とは異なり格子整合する基板が存在しないため、結晶中に多くの欠陥を有する。太陽電池においては、フォトキャリを効率良く引き出す必要がある。この方策として、結晶中に自然発生している分極電界を利用する素子構造を提案している。本構造の実現のためには、結晶の極性（薄膜結晶成長方向に沿った構成原子の配列順）を制御した成長技術、特に窒素（N)極性成長技術が必須である。東北大では、このN極性成長に世界でいち早く成功し、N極性太陽電池を作製している。Ga極性太陽電池と比較して、フォトキャリの引き出し効率が8倍以上大きくなることを実験検証している。

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数１０～数１００μｍの粒度が揃った粒子は積層造形(3Dプリンタ)の原料として期待され、その作製にはパルス圧力付加オリフィス法(POEM)や、本発明者らの開発した凍結乾燥POEM(FD-POEM)法が用いられる。組成制御や表面張力による球状化の観点から、原料はスラリー状が望ましいが、短時間での沈殿やそれに伴い粒子濃度を高くできないという課題があった。 本発明を用いることで、比較的長時間、より高い濃度で粒子を分散させることができ、FD-POEM法を用いて従来より小サイズ・密な球状粒子を作製することが可能となる。さらに本発明は超高温材料であるMoSiBTiC合金の粒子作製にも応用可能である。

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