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材料・化学領域

機能性化学品の付加価値向上と新素材実用化

材料・化学領域では、産業の国際競争力強化とグリーン・イノベーション実現のため、競争力の源泉となる材料技術や化学技術の開発を推進します。すなわち、材料技術と化学技術の融合による部素材のバリューチェーン強化の実現を念頭に機能性化学品の付加価値をより高める技術開発および新素材を実用化するための技術開発を通じ、素材産業や化学産業へ寄与していきます。

重点戦略概要

グリーンサステイナブルケミストリーの推進

 産業競争力強化につながる低環境負荷で効率の高い機能性化学品の製造を実現するため、シェールガスなどの新たな資源やバイオマスなどの再生可能資源を有効利用する技術として、原料の処理、微生物・酵素によるバイオ変換、触媒による精密合成などにかかわる技術開発に取り組みます。また一層の高付加価値化を目指した技術開発と、材料特性評価・標準化などの技術開発を一体的に進め、機能性化学材料の多様な産業分野への展開に貢献します。

集積型フレキシブルCIGS太陽電池と、その電力で発光するLEDの写真

化学プロセスイノベーションの推進

 低環境負荷と高効率な機能性化学品などの製造プロセス実現に向け、特異な空間・反応場を利用した高温・高圧技術やマイクロフロー技術などの開発や、これを支える流体や物性制御の技術開発を通じ、反応プロセス技術の基盤を構築します。また、基礎および機能性化学品の製造プロセスの省エネルギー化に貢献するため、高性能の膜分離や吸着吸収分離などに係る材料・プロセス開発にも取り組み、化学プロセスにおける分離技術の基盤構築に寄与します。

砂から有機ケイ素原料を直接製造し、多様な製品群へ展開する技術開発の画像

砂から有機ケイ素原料を直接製造し、多様な製品群へ展開する技術開発

ナノカーボンをはじめとするナノ材料の開発とその応用技術の開発

 省エネルギーや新デバイス創出への貢献が期待されるカーボンナノチューブ(CNT)やグラフェンなどのナノカーボン材料について、構造を精密に制御する製造技術、CNT の分離技術、複合材料化などの開発を行います。また、物質回収や効率的なエネルギーなどを通じてイノベーションに貢献するため、ナノ粒子やナノ薄膜の微細構造制御や複合化・積層技術、先端計測技術の開発に取り組み、併せて技術開発を支える高度な理論・計算シミュレーションを展開して次世代材料の実現を目指します。

スーパーグロース法で合成した、垂直に配向したカーボンナノチューブ配列の写真

スーパーグロース法で合成した、垂直に配向したカーボンナノチューブ配列

新たなものづくり技術を牽引する無機機能材料の開発

 新たなものづくり技術を牽引する新機能粉体の実用化のために、精密に構造制御されたナノクリスタルなどの新機能粉体の創成と、そのスケールアップに適した製造技術開発に取り組みます。さらに新たなエネルギー・環境部材やヘルスケア部材などに求められる、耐環境性と信頼性に優れた産業部材を提供するため、無機系新素材のバルク組織化技術の開発を進めます。また新たな磁性部材の高性能化とともに実用化に向けて展開します。

高耐熱性・高耐候性磁石の粉末合成から焼結までできるプロセスの構築の画像

高耐熱性・高耐候性磁石の粉末合成から焼結までできるプロセスの構築

省エネルギー社会構築に貢献する先進構造材料と部材の開発

 輸送エネルギーの削減に寄与する輸送機器の軽量化などを実現するため、材料創生・加工・評価技術を活用した信頼性の高い軽量構造材料の開発とともに、実用化に向けた部材化技術やプロセス技術に取り組みます。また、熱利用の面での省エネルギー化を進めるため、材料の組織や相、構造を精密に制御することによって、生活環境から工場までの広い温度領域での熱エネルギーを制御する材料を開発するとともに、実用化に向けた部材化技術、高信頼性化技術、プロセス技術の開発を推進します。


最近の研究成果

簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材を開発

簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材を開発した。この複合材はゴムの表面に織布を埋め込んだもので、外から圧縮すると、ゴム表面の摩擦力が瞬時に1/10程度に低下する。圧縮によって発生するゴムのシワ構造に、布繊維の構造変化が重なることで、表面の形状が大きく変わる。そのため、物体との接触面積が変化し、摩擦力が変わる。ロボットハンドや人間が触れたり握ったりする物体表面のグリップ性能等は、目的に応じた摩擦特性を要求され、表面材質やその凹凸形状についての研究開発が重要な課題になっている。今回の複合材は織布を表面付近に埋め込んだ簡単な構造のため、安価で簡便な方法で作製でき、圧縮するだけでグリップ性能を状況に応じて変えられる表面材としての応用が期待できる。

ヤヌスキューブの簡便な合成法を開発し、結晶構造の解析に成功

かご型構造を持つケイ素化合物に、異なる2種類の置換基を対面に配置した「ヤヌスキューブ」と呼ばれる物質の簡便な合成法を開発し、その結晶構造を初めて解析した。本化合物はエコタイヤの性能向上や建築材の高機能表面改質などを実現する有機-無機ハイブリッド材料として応用が期待される。今回、フッ素を含む新たなケイ素化合物を合成し、別のケイ素化合物のナトリウム塩とのあいだのカップリング反応によりヤヌスキューブを簡便に合成した。


研究ユニット

機能化学研究部門

持続可能社会の構築に資する化学の研究開発

当研究部門は、バイオマス等の再生可能資源等から、高効率かつ低環境負荷で、各種の基幹・機能性化学品を製造し、高度利用するための基盤技術開発を目的としています。化学品の製造技術の面からは、バイオマス原料の処理技術、微生物や酵素等を用いたバイオ変換技術(バイオマスリファイナリー技術)、有機合成を基軸とする材料創製技術などに取り組んでいます。
また、化学品の高付加価値化・高度利用の面からは、分子や界面の精密制御、素材の形成・加工・機能化、光化学、材料特性評価・標準化などに関わる技術を開発しています。環境と経済の両立を目指す「グリーン・サステイナブルケミストリー(GSC)」の理念のもと、これらの基盤技術開発を一体的に押し進め、機能性化学材料の多様な産業分野への展開に貢献して行きます。

機能化学研究部門の画像

研究拠点

つくばセンター(中央)、中国センター

参画する技術研究組合

・次世代化学材料評価技術研究組合(CEREBA)

所在地

つくばセンター
〒305-8565 茨城県つくば市東1-1-1 中央第5
TEL : 029-862-6792 FAX : 029-861-4457
中国センター
〒739-0046 広島県東広島市鏡山3-11-32
TEL : 082-420-8250 FAX : 082-420-8251
機能化学研究部門WEBサイト

化学プロセス研究部門

我が国の化学プロセスイノベーションを推進!

環境に優しい物質・材料製造プロセス実現を目的に、高効率反応プロセス技術の開発、および化学品製造プロセスの省エネルギー化のための分離技術の開発等を通じて、我が国における化学プロセスイノベーションの推進に貢献します。

化学プロセス研究部門の画像

研究拠点

東北センター、つくばセンター(中央)

参画する技術研究組合

・次世代化学材料評価技術研究組合(CEREBA)

所在地

東北センター
〒983-8551仙台市宮城野区苦竹4-2-1
TEL : 022-237-5208 FAX : 022-232-7002
化学プロセス研究部門WEBサイト

ナノ材料研究部門

ナノ材料の産業化を目指したナノカーボンやナノ粒子などのナノ材料の開発とその用途開拓

効率的エネルギー利用や物質回収などに資する新素材やデバイスの開発を目指して、カーボンナノチューブ(CNT)やグラフェンなどのナノカーボン・デバイス材料の高品質化および大面積製造プロセス技術やCNTの分離技術、さらにナノ粒子やナノ薄膜の微細構造制御や複合化ならびに積層技術などナノ材料の基盤技術や応用技術を開発します。さらに材料・デバイスの開発促進のために高度な計測・加工技術や理論・計算シミュレーションを利用した材料開発を進めます。ナノ材料研究部門では、これらの研究を通じてナノ材料の産業化へ大きく貢献することを目標としています。

ナノ材料研究部門の画像

研究拠点

つくばセンター(中央、東)

参画する技術研究組合

・技術研究組合単層CNT融合新材料研究開発機構(TASC)
・次世代化学材料評価技術研究組合(CEREBA)
・高効率モーター用磁性材料技術研究組合(MagHEM)
・未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合(TherMAT)

所在地

〒305-8565茨城県つくば市東1-1-1 中央第5
TEL : 029-862-6785 FAX : 029-861-6236
ナノ材料研究部門WEBサイト

無機機能材料研究部門

新たなものづくりを牽引する無機機能材料の創製と量産化及び部材化技術の開発

当研究部門では、セラミックスや金属等の無機系新素材を主対象として、新機能粉体を創り出し量産化技術開発によりその実用化を図るとともに、高機能デバイスやモジュールの構成に不可欠なバルク組織化技術の開発を進め、耐環境性と信頼性に優れた産業部材の提供を目指します。
例えば、結晶構造、形状、サイズをナノレベルで精密制御した「ナノクリスタル」創製とスケールアップ製造技術の開発に取り組んでいます。また、新たなエネルギー・環境部材やヘルスケア部材等の実現を目指し、電気化学モジュールや環境対応部材、及びライフケアセンサやハイブリッド部材の開発、資源制約の少ない元素だけを使った高耐熱磁石の開発や磁気冷凍技術の実用化、電子・光機能部材等の創製及び製造技術開発に取り組んでおり、製造業の多様な分野への発展に貢献します。

無機機能材料研究部門の画像

研究拠点

中部センター、関西センター

参画する技術研究組合

・高効率モーター用磁性材料技術研究組合(MagHEM)
・未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合(TherMAT)

所在地

中部センター
〒463-8560 愛知県名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266-98
TEL : 052-736-7378 FAX : 052-736-7405
関西センター
〒563-8577 大阪府池田市緑丘1-8-31
TEL : 072-751-8360 FAX : 072-751-9970
無機機能材料研究部門WEBサイト

構造材料研究部門

省エネルギー社会構築に貢献する先進構造材料と部材の開発

当研究部門では、1)軽量構造材料などの設計技術やプロセス技術を活用した輸送機器の軽量化に貢献する構造部材の開発、ならびに2)さまざまな利用環境に適した熱制御構造部材の開発によって省エネルギー社会構築に貢献します。
第1の課題においては、輸送エネルギーの削減に貢献するために、材料創成・加工・評価技術を活用した信頼性の高い軽量構造材料の開発を行うとともに、実用化に向けた部材化技術、プロセス技術の開発を行っています。
第2の課題においては、生活環境から工場までのそれぞれの温度領域で熱エネルギーを制御する材料を、材料の組織や相、構造を制御することによって開発するとともに、実用化に向けた部材化技術、高信頼性化技術、プロセス技術の開発を行っています。

構造材料研究部門の画像

研究拠点

中部センター

参画する技術研究組合

・新構造材料技術研究組合(ISMA)
・未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合(TherMAT)

所在地

〒463-8560 愛知県名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266-98
TEL : 052-736-7086 FAX : 052-736-7406
構造材料研究部門WEBサイト

触媒化学融合研究センター

触媒に関わる学術の深化と技術の発展により、新しい触媒化学の領域を切り拓く

当研究センターは、「砂、植物、空気から化学品をつくる実用触媒を開発する」をキャッチフレーズに機能性化学品、基礎化学品の製造プロセスを革新し、我が国化学産業の国際競争力の維持・強化に貢献する触媒関連技術の発展を目的として、触媒化学に関連する「ケイ素化学技術」「革新的酸化技術」「官能基変換技術」の3つの戦略課題に包括的に取り組みます。
具体的には、

  • ・省エネルギー:反応温度の低下、反応時間の短縮
  • ・選択性の向上:副生成反応物の低減、分離エネルギーの低減
  • ・レアメタルの大幅な削減:貴金属触媒からの転換

の3つの観点から、革新的な触媒を利用した化学品の製造技術に関する研究を推進します。
「ものづくり」でお困りの時は、いつでもご相談ください。

触媒化学融合研究センターの画像

研究拠点

つくばセンター(中央)

参画する技術研究組合

・未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合(TherMAT)

所在地

〒305-8565 茨城県つくば市東1-1-1 中央第5
TEL : 029-861-6052 FAX : 029-861-6052
触媒化学融合研究センターWEBサイト

ナノチューブ実用化研究センター

カーボンナノチューブの合成・複合化・評価技術を開発し実用化を加速する

当研究センターでは、民間に技術を橋渡しすることを前提とした、カーボンナノチューブ(CNT)の合成技術、及び分散・複合化などの用途を支える共通基板技術、評価技術を開発します。具体的には、次世代の商業CNTに資するCNT合成技術開発、用途開発の基盤となる分散・成形加工・塗布・紡糸・微細加工技術開発、生産管理のための分散液の評価技術開発、革新的用途を生むゴム・樹脂・金属との複合化技術開発を行います。さらには、標準化のための研究、リスク評価の情報発信、研究会の主催等を行って、企業の皆様を支援します。我々が目指すのは、企業の皆様の抱える課題を幅広にサポートすることで、CNTの実用化を加速し、日本発のCNT産業の創出を支援することです。

ナノチューブ実用化研究センターの画像

研究拠点

つくばセンター(中央)

参画する技術研究組合

・単層CNT融合新材料研究開発機構(TASC)

所在地

〒305-8565 茨城県つくば市東1-1-1 中央第5
TEL : 029-861-4551 FAX : 029-851-5425
ナノチューブ実用化研究センターWEBサイト

機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター

高機能性材料の開発期間を飛躍的に短縮するための計算材料設計手法の開発

産業を牽引する新素材開発のスピードアップを目指すために、材料機能を計算から直接的に評価するシミュレーション技術と、複合材料を取り扱えるようなマルチスケール技術を創出します。さらに両者を融合し、計算材料設計(コンピュテーショナルデザイン)基盤技術を構築することで、マテリアルズ・インフォマティクスの有効な適用対象を大幅に拡大します。当センターでは、大学・研究機関等との協力により、そのような計算材料設計基盤技術を開拓していきます。同時に、企業などが研究課題を持ち込み、当センターの計算材料設計基盤技術を用いて材料開発研究を行うといった、集中研方式のオープンイノベーションハブ活動を積極的に行い、産業競争力強化を通じた研究成果の社会への還元を図っていきます。

機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センターの画像1

機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センターの画像2


研究拠点

つくばセンター(中央)

参画する技術研究組合

・未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合(TherMAT)
・高効率モーター用磁性材料技術研究組合(MagHEM)
・単層CNT融合新材料研究開発機構(TASC)
・技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構(TRAFAM)
・技術研究組合FC-Cubic

所在地

〒305-8565 茨城県つくば市梅園1-1-1 中央第2
TEL : 029-861-3170 FAX : 029-861-3171
機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センターWEBサイト

磁性粉末冶金研究センター

産業を支える磁性材料の開発とプロセス技術の開発

本研究センターでは、資源リスクの少ない高性能磁石の開発や、エネルギー損失の少ないソフト磁性材料の開発、磁気熱量材料を使用した高効率冷凍システムの開発などにより、サステナブルな産業・社会を支える磁性材料や製造に関わるプロセス技術の開発を目指します。磁性材料を開発するための材料設計、材料組織制御、計算科学を駆使し、実験室レベルから実用レベルまで一貫した開発を進めます。特に実用レベルの開発においては、積極的に企業と連携して進めることで、製品化への道筋を早期につけることを目指します。これらの材料開発・プロセス開発を通して、地球環境にやさしい安心・安全な社会の実現を目指します。

磁性粉末治金研究センターの画像1

 


研究拠点

中部センター

参画する技術研究組合

・高効率モーター用磁性材料技術研究組合(MagHEM)

所在地

〒463-8560 愛知県名古屋市守山区下志段味穴ケ洞2266-98 中部センター
TEL : 052-736-7680 FAX : 052-736-7681
磁性粉末治金研究センターWEBサイト

「プロジェクトユニット」及び「研究ラボ」

 「プロジェクトユニット」は政策的・社会的に重要な国家プロジェクト等の研究課題を、「研究ラボ」は将来の研究センター化を目指す重要な研究課題や政府等からの要請に基づく研究課題、研究所外との連携研究課題等を、領域や研究部門を問わずに集中的に実施する研究者の集合体です。


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