現在の主研究テーマ

実用金属中最軽量のマグネシウム（Mg）はグリーンイノベーションを先導する21世紀のキーマテリアルとして注目され、モバイル電子機器や輸送用機器への適用を想定した次世代構造部材として開発が進められている。しかし通常のMg合金は、強度不足、錆びやすい、燃えやすいなどの弱点をもつために、扱いにくい材料とみられ、使用が控えられてきた。当研究室では、従来技術では克服が困難とされたこれらの課題に対し、Mgにこれと同じく戦略元素の一つに数えられるリチウム（Li）を固溶させた世界最軽量水準の合金構成を軸に、高強度と高延性を両立させたMg-Li合金の開発研究を行っている。

現在の主研究テーマ

主に天然ゼオライトを原料に用いた、環境浄化用材料の作製を行っています。ゼオライトは（Si、 Al）O₄四面体のネットワークを構造の基本とするケイ酸塩化合物の一種で、イオン交換機能や触媒機能といった様々な化学的機能を有しています。天然ゼオライトは安価で豊富に入手できるため、大規模に環境中から有害物質を除去する目的での利用が期待できますが、私どもの研究室ではその機能を最大限に引き出すことができ、しかも取り扱いのしやすい形態・微細構造を有する材料を、できる限りエネルギー消費の少ない化学的なプロセスを用いて作製するための研究を行っています。

現在の主研究テーマ

　金属材料は、身近にある非常に重要な材料の一つです。その多くは鋳造によって製造されそこでは凝固現象が起こります。金属・合金は樹枝状結晶（デンドライト）として凝固し、その形態（凝固組織）が材料の特性に大きく影響します。
　本研究室では、コンピュータ上で凝固組織を再現する数理モデルとそのモデルを使った数値シミュレーションから、凝固組織と材料特性の関係を解き明かす研究を行っています。最近ではAI技術で知られるデータサイエンス手法を組み合わせた次世代の凝固シミュレーションモデルに関する研究を行っています。

現在の主研究テーマ

本研究室では、真空成膜や微細加工などのナノテクノロジーを駆使した新材料の創製を行っています。材料の結晶構造やナノスケールの組織などを人工的に制御・加工してやると、新規な物性が発現することがあります。例えば最近では、FeCo薄膜の結晶格子を歪ませて、さらに組織の大きさをナノメートル台まで微小に加工すると、これまでにないほど非常に強力な磁石になることがわかってきました。エアコンや電気自動車、風力発電等に使用されるモーターの出力・効率は磁力に大きく依存するので、本材料をバルク（手に取れる大きさの塊）で実現できれば、革新的なモーターを通じて快適な社会や省エネに資することができます。

現在の主研究テーマ

物質の中の原子は、多くの場合「結晶」と呼ばれる規則正しい配列で並んでいる。一方、ガラスのように原子が不規則に配列した「アモルファス」物質も存在する。「準結晶」とは、そのどちらでもなく、「5回対称性」や、「黄金比」と呼ばれる無理数に司られた特殊な原子配列をもつ物質であり、普通の結晶やガラスとは異なる新しい特性が現れる可能性を秘めている。（図は準結晶の原子配列の電子顕微鏡写真。まるで花火のよう！！）このような物質を多くの元素の組み合わせから創製し、その原子配列や物性を調べている。

現在の主研究テーマ

当研究室では、「光」「ナノ構造」をキーワードに、蛍光体材料に関する基礎・応用研究を行っています。現在、蛍光体材料の中でも放射線検出素子の一種であるシンチレータに関する研究開発を中心に行っています。シンチレータとは高エネルギーの放射線を、低エネルギーの紫外光や可視光に変換する材料であり、高エネルギー物理や医療（PET、Ｘ線CT等）、石油探索、セキュリティ（空港の手荷物検査等）など様々な分野で用いられています。当研究室では材料開発や放射線応答特性の評価を通じて、これらの用途のための新規蛍光体材料を開発していきます。

現在の主研究テーマ

　水素化アモルファスシリコン（a-Si:H）半導体を数ナノメートルから数10ナノメートルの厚さで水素含有量を調節して連続積層型の薄膜にすることで、これに接する有機分子の光吸収、発光、イオン伝導などの機能制御できることを発見し、応用実施例多数開拓中である。光センサ、イオン伝導整流素子、細胞膜表面の膜蛋白質、表在性蛋白質などイオン輸送、情報伝達に関わる超分子に作用させて細胞性能制御など可能性が拡がる。

　有機化合物と金属イオンの新規に見出した組み合わせで変換効率の高い紫外可視光変換を実現し、利用しにくい自然光の紫外線を水色可視光に変換する物質のさらなる開発と、光電池の長寿命化と効率向上、光合成の効率向上、省エネルギーシステム、サンスクリーン（化粧品）素材ほか、多数の用途への可能性が拡がる。

　分子全体にπ（パイ）電子共役系が拡がっている有機分子と金属イオンの錯体が有する半導体特性や有機導電性物質のうち耐久性の高い物質について光電変換機能が発現するシステム、センサ特性が発現するシステムについて研究を進めている。

現在の主研究テーマ

材料を安全に使用するには、材料に力が加わったときに、どのくらいの変形が生じるのかを予め知っておく必要があります。そこで、材料に生じる変形と力の関係を様々な実験で調べた上で数式化し、その数式をコンピュータシミュレーションに応用して実際の製品で生じる変形を正確に予測するための研究を行っています。また、材料の変形特性を表す材料定数を正確かつ速やかに決定するための試験方法および試験装置の開発も行っています。そして、これらを活用して、製品の破壊を防止するための方法や寿命を延ばすための方法について、実験・シミュレーションの両面から検討しています。

現在の主研究テーマ

世の中に数多く存在する磁気を用いた種々のデバイス（メモリ・センサ等）は、コイルに電流を流して発生させる磁界により駆動されています。100年以上使われ続けているこの方式では電力のロスが非常に大きく、それが高性能化を妨げています。
本研究室では、電界で駆動させる新しい方式を提案しており、それに適した革新的な高機能かつ多機能な材料を探索し、その薄膜を高品質に作製することで（写真上段はクリーンルーム内に設置されている超高真空対応薄膜作製装置）、超低消費電力・高集積の新規な磁気デバイスの実現を目指しています。また、新材料の特殊な物性を評価する新装置の開発も、同時に行っています（写真下段は新規構築中の「電気磁気効果測定装置」）。

現在の主研究テーマ

雰囲気に酸素に加えて塩化水素ガス（HCl）が含まれる高温雰囲気において、様々な金属の高温腐食特性を調査しています。
腐食性ガスとしてのHClはそのまま金属に作用するのではなく、高温では酸素と反応して塩素Cl₂と水蒸気H₂Oを生成します。実際の腐食は、このCl₂が金属と反応し、揮発性の高い金属塩化物を生成することで、酸素中に比べて複雑で速い化学反応を起こします。鉄やクロム等を調べていますが、金属の種類によって振る舞いが大きく異なるので、検討結果は大変興味深いです。

現在の主研究テーマ

本研究室では、主に切削工具、金型材料へ応用可能な新規硬質セラミックスを粉末冶金的手法を用いて創製しています。多くの金属材料では、金属塊を融かし、型に流し込み目的形状の材料を得ますが、セラミックスは融点が高いため、融かすのは困難であり、粉末を原料にして、型に入れ押し固め、高温の炉で焼いて作製する粉末冶金の手法を利用します。一般に工具材料であれば金属（ここではバインダーと呼ばれる）を含む炭化物が多く用いられていますが、高温等一部の特殊環境下での使用においては、バインダーを用いることで、性能が低下してしまします。宇宙・航空産業における、ロケットやジェットエンジンの部品として用いられているインコネルなどの耐熱合金は、高温強度が高く、その加工が困難な材料です。耐熱合金を高精度で加工するには、高温でも軟化しにくい材料の開発が必要となります。このような材料特性は、電子顕微鏡レベルで見ることのできる微細な組織形態と密接に関連しています。炭化物や窒化物を利用し、合成時に形成する組織をコントロールすることで、優れた機械特性をもつセラミック材料の開発を行っています。

現在の主研究テーマ

本研究室では、鋳造分野に関する研究を行っています。鋳造とは、熱して液体状態にした金属を鋳型に流し込んで凝固させることで形をつくる方法です。しかし、流し込んでいる途中の凝固や凝固の際の収縮により、不良品ができることもあります。鋳造シミュレーションを用いることで、実際には見ることのできない鋳型の中の様子を観察できます。例えば溶かした金属の流路をどこに付けるかで流れ込む順序が変わり、凝固の順序も変化します。凝固が遅い部分には欠陥が発生しやすいので、それをシミュレーションで事前に調べたり、欠陥が発生しない条件を探したりすることができます。
シミュレーション結果のアニメーションはこちらから

現在の主研究テーマ

本研究室では、電気化学に関する研究を行っています。燃料電池はH₂とO₂ら高効率で電気エネルギーを取り出せるシステムです。しかし、一般家庭にまで燃料電池を普及させるためには、低価格化がカギになります。高活性燃料電池電極材料が得られれば、燃料電池のコストを低減できます。そのため、我々は貴金属、非貴金属の両面で新規燃料電池電極材料を探索しています。
また、電解によってCO₂を還元する電極触媒についての研究も進めています。化石燃料の燃焼によってCO₂が排出されますが、これを有効利用できれば、環境・産業の双方に貢献できます。その他にも、酸素発生触媒やイオン伝導体についての研究を行っています。

現在の主研究テーマ

電子デバイスの高性能化に伴う発熱密度の増加が課題となっている。この課題を解決するために、相変化材料（PCM）の潜熱を利用したPCM含有高分子基複合材料が開発されている。本研究室では、金属薄板を複合材料内部に積層させることにより強度特性への影響などを検討し、蓄熱性能と十分な強度を有する複合材料の開発を目指す。

近年、エネルギー消費率の低減やエネルギー使用の合理化が求められている。このため、本研究室では、高い熱伝導率と熱異方性を有するAl基複合材料と断熱性、放熱特性を有する発泡金属を複合化させた熱輸送制御材料の開発を目指す。

現在の主研究テーマ

本研究室では、航空機用のジェットエンジン（右の写真）や発電用のタービンブレードに用いられる高温材料の耐酸化性の評価に関する研究と表面改質に関する研究を行っています。世界で当研究室でしかできない手法で高温環境の評価を行っています。
近年、地球温暖化が大きな問題となっています。特に熱機関から多くの二酸化炭素を排出するため、熱効率を向上させる必要があり、それに伴い材料の耐用温度も上昇しています。したがって、高温での材料の特性を評価する研究が地球温暖化を抑制するために重要になっています。