NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学領域 ~光ナノサイエンス~

先進機能材料研究室

客員教授:上利 泰幸
客員教授:藤原 裕
客員准教授:高橋 雅也

研究室URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/omtri/index.htm

次世代の電子・光・エネルギーデバイス実現の鍵となる材料を開発します。
地球環境に配慮した熱制御技術・材料やバイオマス材料を開発します。
企業目線(ニーズオリエント)を踏まえて先進材料の開発を進めます。

化学、応用化学、高分子化学または材料工学の基礎的な知識を持っていることが望まれます。また、実験の方法を自分で工夫し、その研究を楽しむことができる姿勢が必要です。

当該分野の知識を習得することが第一目的ではなく、主体的に問題点を発見し独創的に解決策を提案できるようになり、どのようなテーマにも対応し解決できる力を持つことを重要視しています。そしてディスカッションを通して多様な視点を持ち、自立的に研究を進め、将来の企業での現場における活躍の基盤となる問題解決・発展力を会得することをめざします。また、多様な視点とは、さまざま学問分野を融合させることにとどまらず、企業的な視点である経済的合理性や、さらに環境負荷や社会的意義までをも含めた視点を意味します。

当研究室では、実用を意識して、高分子、セラミックス、金属という三大材料の研究を行っています。学生の皆さんは、それらの個々の研究の遂行だけでなく、全体的な議論の場を通じて、幅広い種類の材料の基礎、さらにプロセス(合成)・構造・物性・機能をより深く理解できるようになります。その理解の上に立って研究を進めることで、企業に就職後に有用な、種々の材料を産業応用するための研究開発能力を身につけることができます。そして、多分野の企業の技術者と連携した研究開発に日常的に触れることにより、個別の研究開発課題への企業的目線での取り組みや評価の方法、さらに環境負荷や社会的意義を意識する態度が醸成されます。これらは即戦力技術者としての能力の基盤になるものです。

プラスチック・ゴム、製紙などの素材から精密機械、自動車といった最終製品に至る様々なステージのメーカーで活躍しています。また、情報通信インフラ分野の企業、公的研究機関でも活躍しています。

当研究室では、材料の創製および改質技術を基盤として、産業界の抱える課題に向き合い、次世代の電子・光・エネルギーデバイス実現の鍵となる材料および地球環境に配慮した材料・技術の研究開発を進めています。そのための技術基盤として、ボトムアップ型のナノテクノロジーはもとより、有機合成技術・高分子合成技術、セラミックス合成技術、超ハイブリッド材料(ナノコンポジット材料)創製技術、さらに表面処理技術を駆使し、ナノメートルレベルで構造を制御した高機能材料の開発を行っています。
具体的な開発課題の一例は以下のとおりです。
(1)電子材料分野や環境分野で求められる高分子機能材料の開発を行っています。まず電子機器の高性能化と高精密化のために、より優れた放熱制御材料が強く求められています。そこで超ハイブリッド系高放熱性材料などを開発し、電気自動車などで求められるサーマルマネージメントへの貢献を目指しています(図1)。またバイオマス材料の高性能化を目指し、セルロースナノファイバーなどへのポリ乳酸のグラフト化で、これまでにないポリマーブラシを開発しています。
(2)ユビキタスな(どこでも使える)デバイスへの要望が高まり、超小型電子機器に内蔵できる安全な二次電池の開発が求められています。そこで、次世代全固体リチウムイオン二次電池のための材料開発を行い、シート型全固体電池への展開を図っています(図2)。また、表面処理技術を利用したリチウムイオン電池用ナノ構造電極を開発し、より小型・高容量の電池の実現をめざしています(図3)。

  • 図1 放熱性を向上させる超ハイブリッド材料
  • 図2 オールセラミックス
    リチウム二次電池の断面構造
  • 図3 ポリエステル繊維一本一
    本へのスズめっき、 高容量負極として電池に応用

大阪市内 森之宮の大阪産業技術研究所 森之宮センターを研究拠点として、大阪産業技術研究所が所有する研究設備も活用します。

国家プロジェクト 先端的低炭素化技術開発(JST-ALCA)に参画。
多数の企業との共同研究、日常的に多分野の企業技術者や大学の研究者と連携して研究開発を推進。

研究室紹介

  • Youtube 物質創成科学領域・オフィシャルチャンネル
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