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最近の研究成果

熱電変換 2020年05月28日発表

セレン化銀を使用した室温付近で高性能を示す熱電変換材料を開発-ナノメートル領域での結晶構造の制御により熱電性能指数ZT=1.0を実現-

室温付近で優れた性能を示すセレン化銀(Ag2Se)から成るn型の熱電変換材料を開発しました。近年、IoTなどのスマート技術の急速な発展に伴い、熱電発電を用いた自立電源や熱電冷却を用いた局所冷却に大きな注目が集まっています。これらの幅広い応用を実現するには、熱電変換技術の核となる熱電変換材料のさらなる高効率化が不可欠です。今回開発した熱電変換材料の高い性能は、結晶構造の安定化による電荷を運ぶキャリアの移動度の向上と、キャリア濃度の最適化に起因します。IoT用電子機器などで使用できる自立電源や電気機器の局所冷却などでの利用が期待されます。

エネルギー・環境領域の最近の研究成果の概要図

共生細菌 2020年06月11日発表

共生細菌が宿主昆虫の幼虫と成虫で異なる機能を担う-昆虫の変態、暮らし方の変化、体内微生物の関係を解明-

湿地に生息し、幼虫は水中で植物の根から汁を吸い、成虫は陸上で葉を食べるという特異な生態をもつネクイハムシ類の消化管やマルピーギ管にいる共生細菌マクロプレイコーラのゲノム解読と機能解析を行った。その結果、多くの遺伝子を失って著しく小さくなった共生細菌ゲノムの機能は、植物の汁に不足しているタンパク質の合成に必要な必須アミノ酸などの栄養素供給と、ハムシ自身は持っておらず植物の細胞壁の消化に必要なペクチン分解酵素の生産に特殊化していることを解明した。今回、1種類の共生細菌が同じ宿主昆虫の幼虫と成虫で全く異なる機能を果たしうることを初めて明らかにした。共生進化の過程を理解するうえで興味深い新知見であるとともに、ネクイハムシ類の中には、稲やレンコンを加害するイネネクイハムシのような害虫が含まれることから、共生細菌を標的とした新たな害虫防除法の開発につながる可能性も期待される。

生命工学領域の最近の研究成果の概要図

農地の区画情報 2020年07月10日発表

AIによる農地の形状変化の特定に成功!-筆ポリゴン(農地の区画情報)の更新期間を5年から1年に短縮-

AI(人工知能)により人工衛星画像等を解析し、形状変化のあった筆ポリゴンを含む区画を抽出する手法を開発しました。これにより、従来は5年を要していた筆ポリゴンの更新が1年で可能となり、農地情報のデジタルインフラとして、スマート農業の推進やデータ駆動型の農業経営の実現に大きく貢献することとなります。

情報・人間工学領域の最近の研究成果の概要図

電気分極 2020年07月03日発表

強誘電体の傾斜したバンド構造の観測に世界で初めて成功-高速・大容量の不揮発性メモリーや人工シナプスの開発に期待-

世界で初めて、強誘電体の電気分極に由来する傾斜したバンド構造を観測しました。この成果は電気分極が単一配向した強誘電体薄膜を精密合成し、大型放射光施設SPring-8の高輝度X線を用いた深さ分解測定により実現しました。これにより、強誘電体を用いた高速・大容量の不揮発性メモリー(FeRAM)や人工シナプスの開発が大きく前進するものと期待されます。

材料・化学領域の最近の研究成果の概要図

ハイブリッド量子系 2020年07月02日発表

反強磁性体における磁気振動モードの結合を発見-マグノンによる新しい量子情報処理技術の開拓に向けて-

二つの磁石の磁極が逆方向に結合した人工反強磁性体において、反強磁性体特有の二つの磁気振動モード(音響モード・光学モード)が、特定の条件下において反発し合う事を発見しました。反発し合う事は、それぞれの振動モードが結合しエネルギーのやり取りをしていることを意味します。二つの異なる準粒子の結合はハイブリッド量子系と呼ばれ、これまではフォトンーマグノン結合、フォノンーマグノン結合などが主に研究されてきました。今回発見した磁気の準粒子であるマグノン同士の結合(マグノンーマグノン結合)は、量子情報処理を目指して研究が進められているハイブリッド量子系に新しい視点を与え、マグノンを利用した新たな情報処理技術の開拓につながることが期待されます。

エレクトロニクス・製造領域の最近の研究成果の概要図

南海トラフ 2020年06月23日発表

南海トラフ沿いにおける地殻変動監視の強化について

気象庁ではこれまで、「ゆっくりすべり」の常時監視を東海地域に設置したひずみ計を用いて行ってきましたが、今般、産総研が運用する愛知県、三重県、和歌山県、愛媛県、高知県のひずみ計(12観測点)のデータをリアルタイムで活用できるようになったことから、本年6月25日11時より、これらのデータを南海トラフ沿いにおける「ゆっくりすべり」の常時監視に活用します。これにより、南海トラフ全域において、「ゆっくりすべり」の発生を早期かつ広範囲に検知できるようになり、南海トラフ地震に関連する情報をより迅速に発表することが可能となります。

地質調査総合センターの最近の研究成果の概要図

導電率計測技術 2020年06月21日発表

ポスト5G/6Gの低消費電力化に向けた超広帯域での材料計測技術-簡便な測定系によって100 GHz超まで金属の導電率を計測する技術を実現-

高周波平面回路などに用いる金属材料の導電率を100 GHz超までの超広帯域にわたって簡便に測定する技術を開発した。高周波回路では、誘電体基板の誘電損失と金属線路の導電率で決まる導体損失により回路全体の伝送損失が決まる。金属と誘電体の接着性を保持するために誘電体表面は粗化されるが、ミリ波帯では粗化による導電率の低下が問題となっていた。しかし従来の導電率計測では極小の誘電体柱からなる共振器が必要であり、また誘電体柱のサイズで決まる単一周波数のみでの測定しかできないことから、100 GHz超の周波数帯で金属導電率を簡便に計測する技術は確立されていなかった。今回、誘電体基板で金属箔を挟んだ誘電体共振器に対して、その高次モード励振の共振特性の鋭さから導電率を厳密に決定できる電磁界解析アルゴリズムを開発することで、誘電体の精密な機械加工を必要としない簡便な測定系により、金属導電率を10 GHz~100 GHz超の超広帯域にわたって簡便にかつ従来技術と同等の精度で計測する技術を実現した。今回開発した技術により、5Gや6Gの低消費電力化に向けた先端材料開発が加速すると期待される。

計量標準総合センターの最近の研究成果の概要図

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国立研究開発法人産業技術総合研究所