環境分野

1超電導材料・応用技術

1)室温超電導をめざした高いTcを有す超電導材料の創出 ※Tc:超電導になる温度

超電導現象はTc以下で完全に電気抵抗がゼロとなる等の現象で、超電導現象を示す材料を超電導材料(もしくは超電導体)と呼びます。魅力的な特性を有す超電導材料ですが、Tcは低く、超電導材料を応用利用するには寒剤(液体窒素や液体ヘリウムなど)を用いた低温冷却が必要となり大きな課題となっています。そこで私たちは、冷却不要な“究極の超電導材料(室温超電導材料)” の開発を行っています。

創出超電導材料の結晶構造 銅酸化物超電導材料 鉄系超電導材料
創出超電導材料の結晶構造
銅酸化物超電導材料 鉄系超電導材料

近年の成果

新構造の超電導体これまでに70種以上の新超電導材料を創出
創出超電導材料の例:
Sr₂SrCu₂O4(OF)₂, Tc = 107 K
CaKFe₄As₄ , Tc = 35 K

現在の研究内容

新たな発想で新材料創出にチャレンジ
・軽元素を構成元素に含む新組成
・磁性体の超電導化

2)超電導応用商品の研究

超電導材料開発と並行し、過去に行った、超電導バルク磁石や超電導線材を用いたNMR用超電導バルク磁石や超電導モータ開発の経験をもとに、新たな商品の開発および提案を進めています。

開発例1):小型NMR分析装置用超電導バルク磁石

NMR分析装置ですが、強磁場発生に用いる超電導マグネットが大型で、設置等に制約があります。私たちは、形状を工夫した超電導バルク磁石”と“空冷冷凍機”を用いて、NMR分析装置を超小型化(1/10程度)しました。

開発例2):超電導誘導同期モータ

超電導モータ導入(電力利用効率化)による輸送機器のCO₂排出低減を目指し、小型超電導モータ開発をすすめて、世界で初めて誘導同期機による回転試験に成功しました。

2ライフサイエンス(バイオ)の応用-CO₂削減に寄与する環境技術の研究

生物の仕組みは多くの時間をかけて進化してきた、超高効率で非常に優れた仕組みです。
これを工学に応用し、従来になかった機能や効率を実現する研究を行っています。

<研究例>

植物の生長促進による温室効果ガスの固定化技術

私たちは、DNAを制御する方法に特徴を持っています。このゲノム編集技術を活用し、植物の生長速度を上げることで、より多くの温室効果ガスを植物が吸収できるようにする研究をおこなっています。

バイオテクノロジーによる超軽量・高強度繊維の創出技術

私たちは、酵素触媒を改変する技術をもっており、この技術を活用し、バクテリアがセルロースナノファイバーを高速で創出できるよう改変する研究を行っています。この技術が実現できれば、超軽量で高強度な繊維強化プラスチックが実現でき、車の軽量化による省エネルギー化などへの応用が期待できます。

植物の成長加速一例 ジャイアントミスカンサス
植物の成長加速一例
ジャイアントミスカンサス