部門・研究室検索結果

物質科学 >> 固体材料物性工学

結晶物性工学

[ 准教授 板倉 賢 , 助教 赤嶺大志]

材料の機能や特性は材料の微細組織と深く結びついています。そのため高機能な材料開発には、さまざまなニーズに応じた材料の微細組織設計が求められます。当研究室では、最先端の電子顕微鏡法や計算機シミュレーション等のさまざまな解析手法を用いて、材料機能・特性と微細組織の関わりを明らかにし、より高度な材料開発への指針を得る研究を行っています。特に、超強力磁石材料、機能性金属材料、半導体薄膜材料などの先端機能材料を中心に、ミリからナノまでの広範なマルチスケール電顕解析を行って、低炭素化社会の実現に貢献する研究に取り組んでいます。

●マルチスケール電子顕微鏡観察による高性能ネオジム磁石の微細構造解析
●収差補正 STEM を用いた新規 PLD 積層膜磁石の微細構造解析
●最新走査電子顕微鏡法による磁性体・誘電体ドメイン構造解析
●チタン合金のオメガ相変態機構の解明

エネルギー科学 >> 電気理工学

電子物性デバイス工学

[ 教授 吉武剛 , 准教授 Abdelrahman Zkria , 助教 楢木野 宏]

センシング材料 とデバイス 、 さらにはデバイス 創製 のための 要素技術 を 含 めたプロセスと 評価技術に関する研究 を 、 材料創製 からその 評価 、さらにはデバイス 作製 までを 一貫 して 行 うことで 遂行している 。 センシング 材料 の 創製 にはスパッタ 法 、レーザーアブレーション 法 、 同軸型 アークプラズマ 堆積法 などの 物理気相成長法 を 主 に 用 い 、 デバイス 創製 のための 新 しい 要素技術 としてレーザーを 駆使 した 方法 の 開発 に 積極的 に 取 り 入 れている 。 他大学・ 高専 からの 進学者 と 外国人留学生 が 多 く 様々 な 出身者 が 集 まった 研究室 である 。

●ダイヤモンドや 酸化 ガリウム 等 のワイドギャッ プ 半導体 による 極環境 でも 動作 するセンサーお よび 光電変換素子 の 開発
●ダイヤモンド 中 への 量子 センターの 創製 のため のプロセス 開発 とその 量子 センサーおよびバイ オマーカーとしての 応用
●半導体 へのスピン 注入 とそれに 基 づく 半導体 ス ピンデバイスの 創成

物質科学 >> 物性科学

分子計測学

[ 教授 原田明 , 助教 石岡寿雄]

最先端の研究データを取得するためには，新しい分析法の開発は必要不可欠である。本研究室は，分子の構造・反応・機能を研究するための新しい計測法を創案・開発し，物質科学に関連して社会的に問題となっている諸問題解 決への応用を念頭に，基礎科学的に興味深い諸課題の解明にも携わることを目的としている。特に，レーザー光・シンクロトロン光を活用した分子の新しい分光学的計測法を開拓し，基礎的な分析化学・物理化学から，環境化学・生 化学・宇宙化学まで広く応用展開している。

●レーザー光やシンクロトロン光の照射で生じる”熱・イオン・蛍光・高調波”等を利用した超高感度・高精度計測法の開発
●分子鋳型電極を用いた分子分析法の開発
●水，氷面などの微小・極限環境内での分子挙動，生体内・環境中における諸科学現象の解明

エネルギー科学 >> エネルギーシステム学

極限材料工学

[ 准教授 橋爪健一]

原子力・ 核融合 ・ 水素 ・ 放射線 ・ 太陽光等のエネルギー利用を念頭に 極限環境中 高温 ・ 高腐食 ・ 高放射線環境下など の物質 ・ 材料の研究を行っている 。 特に 、 物質 ・ 材料中の水素同位体 軽水素 、 重水素 、 三重水素 トリチウムの振舞い 溶解 、 拡散 、 透過など を明らかにすることを主要テーマとしている 。 水素は最も基本的な元素の一つであるが 、 その構造の単純さ 、 宇宙空間にも 、 地球上にも多量に存在する量的な豊富さ 、 また 、 エネルギー関連の物質 ・材料中で様々な振舞いをすることから 、 興味の尽きない元素である 。 本研究室では 、 このような水素の物質 ・ 材料中挙動とエネルギー材料開 発のための基礎学理をもとに教育を行っている 。

●原子炉材料 、 核融合炉材料 、 水素エネルギー材料の研究開発
●金属 、 セラミックス材料中の水素同位体の挙動研究
●放射線エネルギー利用研究

物質科学 >> 固体材料物性工学

構造材料物性学

[ 准教授 光原昌寿]

金属やセラミックスなどの結晶性材料の力学特性と微細構造について主に研究を行っている 。 原子配列 、 格子欠陥 転位など の密度や分布 、 結晶粒界の性質 、 結晶配向や析出物分散状態といった様々なサイズの内部組織に着目しつつ 、 材料の力学的性質などを決める諸因子を解明し 、 未来の材料開発に貢献することを目的としている 。 引張試験 ・ 圧縮試験 ・ 硬さ試験 ・クリープ試験などの力学試験 、 電子顕微鏡による組織観察を得意としている 。

●構造用金属材料の変形と破壊
●耐熱合金のクリープ変形と強化機構解明
●新規耐熱合金の開発

エネルギー科学 >> 電気理工学

電離反応工学

[ 准教授 山形幸彦 , 准教授 堤井君元]

電離反応を利用したプラズマプロセスは、通常の環境下では起こらない物理・化学的効果を発現可能であり、エレクトロニクス・材料分野から環境・エネルギー分野まで、持続可能社会を支える最先端技術です。私たちはプラズマやレーザーを駆使した①各種製造プロセスの開発・最適化やデバイス性能の解析、②過酷な環境下で使えるエレクトロニクス材料・デバイスやヒトにやさしいバイオ機能材料・デバイスの開発など、次世代を切り拓く先端的研究に取り組んでいます。

●プラズマ／レーザープロセスのレーザー計測法によ るパラメータ計測と反応制御
●パルスレーザー計測法による窒化物半導体の温度／ 歪みの非接触測定法の開発
●ナノ構造カーボン材料の電子エミッターへの応用
●ワイドバンドギャップ材料を用いた高温ダイオード および高温キャパシターの開発
●超硬質材料の表面機能制御とバイオ機能評価

環境理工学 >> 流動熱工学

熱エネルギー変換システム学

[ 教授 宮崎隆彦 , 准教授 Kyaw Thu]

地球温暖化を止めるには、化石燃料に頼る現在のエネルギーシステムを根本から見直す必要があります。本研究室は、あらゆるエネルギーの最終形態である「熱」に着目し、熱の有効活用によって地球環境問題の解決を目指します。特に、発電や高温の産業プロセス等で排出される排熱を利用した新技術の開発に取り組んでいます。

◼ 太陽の熱で動く吸着式ヒートポンプに関する研究
◼ バイオマス由来活性炭を利用した省エネルギー技術の研究
◼ 地球温暖化への影響の小さい冷媒を用いた空調システムの研究
◼ 電気自動車における熱の有効活用に関する研究
◼ 地熱や温泉水を活用した発電サイクルの高効率化に関する研究

物質科学 >> 機能材料設計学

機能材料構造学

[ ]

共同研究部門 >> 革新的高機能構造鉄鋼材料

[ 教授 樋渡 俊二 , 准教授 林 宏太郎 , 助教 藤村 里奈]

高橋・林研究室では、将来のモビリティ社会を支える構造用鉄鋼材料の基礎的な理解を深め、その進化・発展に貢献することを目指します。このために、高機能高強度鋼材に欠かせないミクロ組織要素であるマルテンサイトやベイナイトの特徴・生成機構の基礎的な理解を進めます。加えて、これらのミクロ組織や一部残留オーステナイトを含む鋼材の塑性変形挙動をミクロな不均一変形を元に理解し、塑性変形能に優れた高機能高強度鋼材の最適ミクロ組織制御技術に結び付けます。（※本研究室は大学院生を募集しておりません）

●高強度鋼材のミクロな不均一変形挙動解析
●高強度鋼のマクロ変形挙動のモデル化
●残留オーステナイトを含む鋼の塑性変形と変態挙動
●マルテンサイト、ベイナイトの結晶学的特徴解析
●マルテンサイト変態の熱力学的評価

物質科学 >> 固体材料物性工学

ナノ構造解析学

[ 教授 波多聰 , 教授 奥山哲也 , 准教授　石田洋平 ]

電子線トモグラフィー、 歳差運動照射電子回折 、 自動 ・ 高速画像収録など 、 先端電子顕微鏡設備の観察 ・ 分析機能を活用し 、 材料物性に関わる諸問題の解明に取り組んでいる 。 最近は特に 、 学内外の研究者 ・ 技術者と共同で 、様々な画像処理や機械学習の技術を電子顕微鏡データの収録 ・ 解析に取り入れるほか 、 新機能を有する試料ホルダーの開発を行うなど 、ソフトとハードの両面から電子顕微鏡法の発展に力を入れている 。

●その場変形電子線トモグラフィーの手法開発および転位 結晶欠陥 の三次元ダイナミクス観察への応用
●電子線ナノビーム回折 ・ 分光データの多点収録による鉄鋼材料 、 超伝導材料 、 ガラス材料等の微細構造解析
●結晶化合物の短範囲規則状態 ナノ領域構造ゆらぎ における三次元局所構造解析

環境理工学 >> 流動熱工学

エネルギー移動現象学

[ 教授 池谷直樹]

都市域の屋外空間において、安全で快適な環境を構築するためには、物質の輸送現象と空気の流動現象の物理素過程を解明することが重要です。
本研究室では，安全で快適な屋外空間の構築を目指して、都市という大きな空間スケールの流体現象について、風洞実験や数値流体解析を用いた基礎研究に取り組んでいます。

◼ 都市気候学による輸送メカニズム解明
◼ 建物周辺の強風・弱風発生メカニズムの解明
◼ 屋外風の確率予測方法の開発
◼ 都市域建物の換気現象に関する研究

エネルギー科学 >> エネルギーシステム学

プラズマ応用理工学

[ 教授 林信哉]

通常は私たちの身の回りにはない高エネルギー粒 子であるプラズマを用れば，これまで不可能であっ た技術が可能になります．「医療」「バイオ」「農 業」「環境」の各分野で役に立つプラズマの新しい 応用技術の研究開発を行っています．
プラズマは高いエネルギーを持ちますが寿命が短 いため，化学薬品とは異なり，薬剤の残留性の心配 がない安全無害な応用が可能です．この利点により 人と環境に優しい医療器材用プラズマ滅菌器や農産 物殺菌装置，食品殺菌装置を開発しています．また， 植物に酸素プラズマを照射することで植物の成長を 促進させる研究も行っています．
また，細胞に酸素プラズマを照射しがん細胞を殺 滅する研究を行っています．一方でT細胞，B細胞， マクロファージといった免疫細胞に酸素プラズマを 適度に照射することで免疫細胞を活性化し，病気の 予防につなげる研究も推進しています．

●酸素プラズマによる人と環境に優しい滅菌器
●プラズマ照射によるがん細胞の殺滅とメカニズム
●酸素プラズマによる免疫細胞の活性化

物質科学 >> 物性科学

表面物質学

[ 准教授 中川剛志]

デバイスの微細化が進み固体表面の制御が重要となっているが 、 物質の表面は内部と異なった構造 ・ 物性を示すことが多い 。 本研究室では 、 固体表面の構造を原子レベルで解き明かし 、 電子状態や磁性などの物性評価へと展開することを目標としている 。 このため 、 低速 電子回折 LEED 、 走査トンネル顕微鏡STM 、 電界イオン顕微鏡 FIM などの原子レベルの表面構造解析に適した装置を用いて研究を行っている 。

●半導体、金属表面上の単原子層作製と構造・物性
●タングステンなどの針先端の原子レベル先鋭化と表面微小領域の構造解析法の開発
●磁性超薄膜での高保磁力や磁気相転移の研究

環境理工学 >> 流動熱工学

熱機関工学

[ ]

商業輸送分野の熱原動機の優位性は今後も揺るぎませんが、化 石燃料は許容されず、様々な炭素フリー燃料の高効率で低有害 物排出な燃焼法の確立が必須です．当研究分野では、内外の企業 との活発な共同研究を通じ、アンモニアや水素の噴流燃焼の画像 解析や数値予測など、炭素フリー燃料の実用化に向けた研究を 推進しています．

◼ GHGフリー燃料(バイオ燃料，NH3, H2等)の高効率・低排出物燃焼手法の確立
◼ 粒子画像流速法による燃料噴霧および高圧ガス噴流の空気導入過程の定量評価
◼ 燃料噴霧および高圧ガス噴流に対する数理モデルの構築とCFDによる数値予測
◼ 一次元シミュレータによる高過給エンジンのリアルタイム性能推定法の確立
◼ 不活性ガス混入による直接水素噴射エンジンの窒素酸化物低減手法の確立

エネルギー科学 >> 電気理工学

非線形材料学

[ 准教授 坂口英継 , 准教授 森野佳生 , 助教 翁長 朝功]

非線形な問題に対して物理・数学・情報学的知見を活用して様々な理論的研究を領域横断的に行っている（図１）。カオス・フラクタルなどの非線形科学や多数の要素が強く相互作用する複雑系に関しては数値シミュレーションなどを活用した理論的研究を行っている。
また、結合振動子系や複雑ネットワークの解析・機械学習アルゴリズム開発などを通して、電力網などを含む非線形動的システムの障害に対する頑健性解析、非線形動力学に基づく機械学習・脳模倣型AIに関する解析（図２）、実データを予測分類する数理情報学的なデータサイエンス研究等も行っている。その他にもボーズ凝縮体がつくる渦ソリトンの解析や、粘菌と呼ばれるアメーバ様単細胞生物の集合過程に現れるスパイラルパターン（図３）の解析等を行ってきた。より詳しくは研究室ウェブサイトを参照されたい。

●非線形振動子の集団同期
●様々な実データの数理的解析
●非線形動力学に基づく頑健性解析や機械学習アルゴリズム開発
●ボース・アインシュタイン凝縮体の渦ソリトン
●細胞性粘菌の集合ダイナミクス

環境理工学 >> 流動熱工学

環境エネルギーシステム学

[ 准教授 Farzaneh Hooman]

ESS研究室の研究プロジェクトは、長期的なエネルギー問題解決 の促進につながる戦略やポリシーの特定に焦点を当てています。 これには、世界のエネルギー供給問題や社会が直面している環境 問題が含まれます。ESS研究室は分析手法の開発と計算モデル の利用を通じて、あらゆるレベルにおいてより最良なエネルギー と環境政策を形成する科学およびテクノロジーの役割解明に努 めることでこの目標に従事しています。

◼ エネルギーシステムモデリング
◼ 再生可能エネルギーの統合
◼ 低排出シナリオ分析
◼ デマンドレスポンス管理システム

物質科学 >> 機能材料設計学

機能材料物性学

[ 教授 島ノ江憲剛 , 准教授 渡邉賢 , 准教授 末松昂一]

金属酸化物を中心した無機材料の精密合成や構造制御を原子・ナノレベルで行うことにより、バルク、表面,界面の機能を最大限に引き出すとともに新たな機能も付加した、最先端のガスセンサ、次世代の全固体電池、超高性能酸素分離膜など、これまでにない新しい化学機能デバイスを創製する。これらの研究開発では、材料・デバイスの構造・物性の高度な解析により機能発現メカニズムを理解するとともに、先進デバイスの実現に資する設計指針を構築し、産業展開する。

●精密ナノ粒子創成技術の開発と酸化化物半導体、固体電解質を用いた高機能ガスセンサへの応用研究
●セラミックス焼結技術を応用した次世代全固体電池作製プロセスの開発と材料設計の構築
●新規酸化物イオン導電体、混合導電体を用いた高性能酸素分離膜に関する研究

環境理工学 >> 流体環境科学

沿岸海洋環境学

[ 教授 杉原裕司 , 助教 山口創一]

地球環境流体圏の多様な課題について環境流体力学の立場から 研究しています。特に、大気-海洋間のCO2交換に関わる海面境界 過程、ローカルリモートセンシングと連携した流体情報学、沿岸海 域の潮流・水質の変化を正確に予測する高解像度海況予測モデ ルと沿岸生態系モデル、潮流エネルギー賦存量の高精度評価に 関する研究に取り組んでいます。

◼ 大気-海洋間のCO2交換機構に関する流体工学的研究
◼ ローカルリモートセンシングと環境情報の統合化
◼ 沿岸海洋生態系の変動機構の解明と予測技術の開発
◼ 沿岸海洋における高解像度海況予測技術の開発
◼ 潮流エネルギー賦存量の高精度評価に関する研究

エネルギー科学 >> エネルギーシステム学

エネルギー変換理工学

[ 教授 山本直嗣 , 准教授 森田太智]

手のひらサイズの小型人工衛星用ロケットから 有人惑星間航行用のレーザー核融合ロケットエン ジンまで様々な次世代宇宙推進に関する研究およ び開発を、実験、計算機シミュレーションの両面 から進めています。さらに宇宙機のシステム設計 も行っています。
また、天体観測や衛星観測だけでは理解が難し い超新星残骸における衝撃波、太陽フレアにおけ る磁力線再結合、地球のバウ衝撃波等の高エネル ギー現象に似た状態を地上で再現し、詳細に計測 することで、宇宙の高エネルギープラズマ現象の 研究も進めています。

●手のひらサイズの小型イオンエンジンの開発
●ホールスラスタにおける異常輸送の解明
●電気推進機の自動制御に関する研究
●レーザー核融合ロケットの原理実証研究
●高強度レーザーによる天体プラズマ現象の研究

環境理工学 >> 流動熱工学

エネルギー熱物理科学

[ 教授 渡邊裕章 , 助教 甲斐 玲央]

発電等のエネルギーシステムや航空機等の輸送推進システムの低炭素化は、人類の極めて重要な課題です。本研究室では、流体力学や熱化学等を基盤として、システムの基幹要素となる化学反応・燃焼の数値シミュレーションや実験と情報科学との融合研究を通じて、低炭素社会を実現する革新的な燃焼技術やエネルギー転換技術の開発に取り組んでいます。

◼ 高効率・ゼロエミッションガスタービンの研究
◼ 低NOx航空用ジェットエンジンの研究
◼ 固体燃料の高効率エネルギー転換技術の研究
◼ メタンハイドレートの回収利用技術の研究

物質科学 >> 固体材料物性工学

材料構造制御学

[ 教授 飯久保智 , 准教授 嶋田雄介]

構造・機能性材料の開発には用途に応じてさまざまな性質が求められるため、計算科学を利用して効率よく開発を進めることが成否をわけると言っても過言ではありません。私たちは物質内部の電子状態を明らかにする「第一原理計算」、物質の地図とよばれる「状態図」などを駆使して、新物質探索法や材料組織制御法を研究しています。具体的には太陽電池、熱電材料、二次電池などに適用し、物性物理学と材料組織学の観点から、次世代の構造・機能性材料の開発を行っています。

●第一原理計算、計算状態図を利用した新物質探索法の開発
●熱力学データを活用した材料組織の制御法の開発
●量子ビーム（X線、中性子線）を用いた結晶構造解析

エネルギー科学 >> エネルギーシステム学

粒子線物理工学

[ 教授 渡辺幸信 , 准教授 金政浩 , 助教 川瀬頌一郎]

安全・安心・スマートな未来社会を支える粒 子線物理工学研究
中性子やミュオンといったミクロな粒子線のエ ネルギー・医療・宇宙開発分野への先端的応用を 目指し、物理学と医学・工学の分野融合研究を 行っています。加速器実験・理論計算に加えて数 値シミュレーションの手法を駆使し、がん等の検 査や治療に用いる新しい放射性薬剤製造法の開発、 半導体デバイスにおける宇宙線誘起ソフトエラー 発生機構の解明、高レベル放射性廃棄物の低毒化 や資源化のための核変換、宇宙線ミュオグラフィ による小中規模インフラ設備の透視による劣化診 断、機械学習を用いた放射線計測データの解析技 術開発といった研究テーマに取り組んでいます。

●ミュオグラフィ技術による構造物透視
●宇宙線誘起ソフトエラー発生機構の研究
●加速器中性子源を用いた医療用RI製造
●核変換による高レベル放射性廃棄物の低毒化
●先端放射線検出器およびデータ解析手法の開発

物質科学 >> 機能材料設計学

機能無機材料工学

[ 教授 永長久寛 , 准教授 北條 元]

触媒はエネルギー・ 物質変換と環境保全のためのキーマテリアルである 。 当研究室では金属のナノ粒子や複合酸化物などの無機系固体触媒材料の設計 ・ 開発から電子顕微鏡 、 シンクロトロン放射光を利用した触媒の静的 ・ 動的キャラクタリゼーション手法の開発を目指している 。 固体表面上の化学反応をつかさどる原理を解明する基礎研究から産業界との連携による実用化研究まで 、 一貫した触媒化学の教育研究を行っている 。

●高い触媒特性を示す金属担持触媒 、 金属酸化物触媒の開発
●無機固体材料の構造 ・ 機能解析および触媒特性との相関性の解明
●電子顕微鏡 、 シンクロトロン放射光を利用した新規な触媒構造 ・ 反応解析法の開発

環境理工学 >> 流体環境科学

宇宙流体環境学

[ , 教授 松清修一 , 助教 諌山翔伍]

宇宙空間は希薄なプラズマ（電離した気体で流体の一種）で満たされています。プラズマの源は太陽をはじめとする星々です。恒星はもちろん、身近な地球などの惑星や彗星、また遠くの中性子星やブラックホールなど、あらゆる天体からプラズマが放出されています。その結果、地球や惑星はプラズマを介して太陽とつながり、太陽もまた銀河の無数の星々から放出される星間プラズマの影響を受けているのです。

積極的な宇宙利用を進める人類にとって、地球や惑星を取り巻く宇宙環境を正しく理解することは喫緊の課題になっています。そのためには、無衝突衝撃波、ジェット、乱流など、宇宙プラズマの多様な高エネルギー現象の解明が必要です。本研究室では、理論、計算機実験、衛星データ解析、大型レーザー実験などの手法を用いて、宇宙で起こるさまざまな非平衡、非定常、非線形現象の解明、さらには制御したプラズマを用いた宇宙推進機の基礎研究に取り組んでいます。

●無衝突衝撃波におけるエネルギー変換過程
●太陽風中の非線形波動の励起・伝播
●宇宙線の加速・輸送過程
●相対論的プラズマの数値シミュレーション
●実験室宇宙物理学、プラズマ生成・加速

環境理工学 >> 熱環境工学

建築環境工学

[ 教授 伊藤一秀 , 助教 久我一喜]

室内の空気・熱環境形成と生体反応は密接な関係があり、健康・ 快適で且つ生産性の高い室内環境を創造するためには、室内環 境要素と人体の相互関係の総合的予測・評価が必須となります。 本研究室では、室内環境解析用数値人体モデル（Computer Simulated Person）に着目し、室内環境質を総合的かつ高精度に 予測・評価することを目指しています。

◼ 呼吸器系を統合した数値人体モデルの開発に関する研究
◼ 生理的薬物動態(PBPK)解析による経気道暴露リスク評価
◼ 空気感染性汚染物質の飛散シミュレーション
◼ 数値人体モデル―人体熱モデルの連成解析と熱快適性評価
◼ 室内汚染物質の吸着・分解に関する数理モデルの開発

エネルギー科学 >> エネルギーシステム学

エネルギー化学工学

[ 准教授 片山一成 , 助教 大宅諒]

魅力的な次世代エネルギーシステムの開発を目 指し、プロセス工学や熱物質移動工学分野の教育 と研究に取り組んでいます。基礎実験を通じて現 象をモデル化し、これに基づく数値シミュレー ションを活用して最適なシステムを追究します。
最先端科学技術の開発領域では、これまでの知 見のみでは現象を予測することが難しいような状 況が多く現れます。本研究室では、プラズマや超 臨界二酸化炭素と固体壁との界面や、液体金属・ 溶融塩など高温融体の流動場、中性子による核変 換反応場など、特殊な環境下での物質移動現象の 解明とそのモデル化に挑んでいます。また、放射 性物質であるトリチウムの環境動態や、プラズマ を用いた水素製造等にも取り組んでいます。これ らの知見は、核融合炉や次世代原子炉システム、 水素エネルギー利用社会の実現に生かされます。

●核融合発電プラント燃料循環システムの開発
●土壌及び植物における物質移動現象のモデル化
●液体金属及び溶融塩循環システムの開発
●プラズマや触媒等を用いた水素抽出技術の開発

環境理工学 >> 流動熱工学

都市環境科学

[ 教授 萩島理]

人口の過半が都市域に住む現在、都市の省エネルギーと環境負荷軽減は人類共通の目標です。一方、都市建築空間の環境の質は人々の健康安全と快適性に大きく影響します。本研究室は、伝熱学や流体力学などを基礎として、サスティナブルな居住環境を目指す応用研究に取り組んでいます。

◼ Sustainableな建築・都市環境のための応用研究
◼ 様々な地域の気候風土・文化経済に即したSustainable建築の追求
◼ 住宅エネルギー需要の時系列予測のためのデータサイエンス研究
◼ 再エネ・省エネの導入促進のためのエネルギー需要予測と分析

物質科学 >> 物性科学

理論物質学

[ 教授 青木百合子]

量子化学的手法により、分子レベルで新機能材料設計や触媒反応解析を行っている。 既存手法に頼らず独自の新手法を開発し、考案方法による現象解明や予測において、オリジナリティーの高いシンプルな原理の創出を目指している。高分子材料や、DNA・タンパク質等生体高分子の機能解明と予測、磁性、導電性、非線形光学、電池特性等に適用するとともに、機械学習と連携した機能物性抽出、CO2分離膜や高分子劣化防止のための分子設計、相分離に関するマルチスケール計算法等に取り組んでいる。

●高速高精度な量子化学計算法の量子コンピュータ活用に向けた展開
●強磁性・導電性・非線形光学、触媒材料設計等の理論解析と設計
●環境に資するCO2吸着問題、高分子劣化防止に関する計算化学

物質科学 >> 機能材料設計学

エネルギー材料化学

[ 教授 大瀧倫卓 , 准教授 末國晃一郎]

無機固体の機能物性学と、化学的な物質創製学との協奏的な融合を目指して、「新しく面白く（できれば美しく）、そして役に立つ」材料の開発を行っている。特に金属酸化物半導体や金属カルコゲナイド、低次元ナノ構造物質などの熱・電子・光・磁気物性について、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換材料や、熱の移動を可変制御できる材料、光や磁場に特異な応答をする材料、シングルnmオーダーの低次元規則性を自発的に持つ材料などの探索・合成・評価解析を進めている。なかでも、環境適合性や安全性、耐久性、経済性が注目されている酸化物・硫化鉱物熱電材料については、世界に先駆けて開発研究に着手し、現在もn型酸化物の熱電性能記録を更新し続けており、世界的にも先導的な研究拠点の一つである。

●結晶構造・組成・ナノ構造の革新による酸化物・硫化物熱電変換材料の開発
●ナノ粒子分散・ナノへテロ界面による増強フォノン散乱と良導電性の両立
●新規プロセッシングによる酸化物/非酸化物ナノコンポジットセラミックス
●多元素同時ドープによる特異な固溶限界拡大と高濃度ドーピング
●層状・かご状・ラトリング結晶構造と熱・電子物性解析
●有機分子集合体鋳型による低次元無機ナノ物質の自己組織合成と特異量子物性

環境理工学 >> 熱環境工学

複雑系社会環境科学

[ 教授 谷本潤 , 助教 片平賀子]

環境問題解決のための方策を考えるためには、単体物理システム を切り出して考究するアプローチではなく、環境、それを操作する 人間、人間がマスとなった社会システムを複雑系として相互浸透 的にモデル化することが必要です．応用数学科学を道具立てに複 雑社会システムの機構を解明する研究にチャレンジしています．

◼ 複雑系科学によるジレンマ解消機構の探究
◼ 感染症伝播予測に関する研究
◼ 交通流解析に関する研究

エネルギー科学 >> 電気理工学

光エレクトロニクス

[ 教授 浜本貴一 , 助教 Jiang Haisong（姜 海松）]

日々の健康を気軽にモニタするための小型呼気センシン グ光集積回路 、 将来の IT 機器内高速配線用の超高速半導体レーザ 、 将来の光通信容量を飛躍的に増大させる光多重伝送用の光集積回路などを研究しています 。 AI 技術を取り入れた最先端の光導波路技術を開拓し 、 画期的な光デバイスを実現しようとしています 。

●携帯健康診断を目指した光バイオセンシングデバイス “ 呼気 人間の息 センシング用光集積素子を研究して います 。 将来の健康診断装置等への適用を目指し 、 セ キュリティシステムや携帯端末などへ搭載可能な光セン シングシステムの研究を行っています 。
●超高速ネットワークを目指した次世代半導体レーザ 世界で初めて実証した アクティブ MMI 現象 を用い 、 世 界最高速比 100 1 000 倍以上の Tbps 級動作を目指した超高
速半導体レーザの研究を行っています 。 ●超大容量通信用空間モード多重デバイス 現在の 1000 倍以上の伝送容量増大を目指し 、 空間モード を人工的に交換することのできる光モードスイッチ 世 界初 を研究しています