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片柳研究所 東京工科大学

片柳研究所について

Web展示

公開中の研究展示

公開中の研究展示

● センターの活動紹介（DHIC、CHM、FMRC、食農センター）

各センターの概要をポスターで紹介します。（2024年8月29日）

● 東京工科大学の研究トピックス

片柳研究所エントランスの研究展示に、東京工科大学の研究トピックスを追加しました。（2022年12月12日）

● 人工知能研究会（AI研究会）の研究紹介（活動終了）

片柳研究所エントランスの研究展示に、人工知能研究会の研究紹介を追加しました。（2022年12月1日）

● 八王子キャンパスの研究紹介

片柳研究所棟1階エントランスに、本学で行われている研究をわかりやすく説明した内容の展示を設置しました。（ 2022年6月10日）

● 改質リグニンを用いた機能材料の開発

展示スペースに、「改質リグニン」に関する研究の展示を追加しました。 （2022年3月18日）

● 炭素循環型資源としての単細胞緑藻を材料とした細胞プラスチックスの研究開発

展示スペースに、「細胞プラスチックス」に関する研究の展示を追加しました。 （2022年3月18日）

● セラミックス複合材料（CMC）の実用化に向けた研究紹介

片柳研究所棟1階の展示スペースに、「セラミックス複合材料」に関する研究を展示しています。 （2020年7月1日）

● センターの活動紹介（DHIC、CHM、FMRC、食農センター）

● 東京工科大学の研究トピックス

① 改質リグニン材料

カーボンマイナスを実現するサステイナブル材料



② 細胞プラスチックス

自己増殖型資源を利用した軽量素材の実現を目指して



③ ヒューマンセントリックモビリティ研究室

人間共存型システム・人間中心システムに関する研究

● 人工知能研究会（AI研究会）の研究紹介（活動終了）

● 八王子キャンパスの研究紹介

片柳研究所棟１階のエントランスロビーに、八王子キャンパスで行われている研究を、わかりやすく説明した内容の研究展示を行っています。

  • ① 研究マップ

    ① 研究マップ

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  • ② 地球環境・エネルギー

    ② 地球環境・エネルギー

    • ・太陽の光を未来のエネルギー源へ
    • ・セキツイ動物陸上進出の謎を探り、美肌に活かす
    • ・国家プロジェクト（３件）
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  • ③ スマート社会・快適生活

    ③ スマート社会・快適生活

    • ・個人情報保護、非接触　～新しい時代を担う、セイタイ認証技術の研究～
    • ・最新デバイスの組み合わせから生まれる「次世代コンテンツ」
    • ・学部の枠を超えて新技術に挑む、東京工科大学オリジナルプロジェクト（３件）
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  • ④ 健康社会

    ④ 健康社会

    • ・その油、安心して食べられる？
    • ・「水」で診る、社会の健康度
    • ・触媒は化学反応の魔法！新規開発で豊かな生活と健康を
    詳細はこちら

● 改質リグニンを用いた機能材料の開発
（農林水産研究推進事業委託プロジェクト研究、内閣府官民研究開発投資拡大プログラム）

木材由来の新素材である改質リグニンの実用化に関する研究を、森林総合研究所等と行っています。

  • 天然木質資源からスーパーエンプラや抗酸化剤を作る
    天然木質資源からスーパーエンプラや抗酸化剤を作る
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  • 改質リグニン不燃性材料
    炭素繊維強化改質リグニン樹脂
    炭素繊維と改質リグニンを複合化した繊維強化プラスチックはスーパーエンプラ相当の性能を有し、自動車用内装材や建築部材などへの商品化が進められています。
    （協力　株式会社宮城化成）
    改質リグニン不燃性材料
    従来のプラスチックは温室効果ガスの排出やマイクロプラスチック化などの環境負荷が問題でしたが、同時に火災時の燃焼が問題でした。改質リグニン樹脂から作った不燃材料はパーティションなどとして実用化されています。
    （協力　株式会社宮城化成）
  • 改質リグニン
    改質リグニン
    樹木中に約3割含まれるリグニンは芳香族構造をもち、高い力学性能や科学的機能を発現できる構造を有しています。また日本には広大な森林があるため工業的規模で原料を供給できるため、今後石油に替わる材料として注目されています。針葉樹をポリエチレングリコールで処理し加工性に優れた材料とした「改質リグニン」は種々の製品への展開が進められています。
    （協力　森林総合研究所）
  • 繊維強化改質リグニン複合内装用部材
    繊維強化改質リグニン複合内装用部材
    繊維と改質リグニンからなる樹脂を複合化することにより、繊維の風合いと木の味わいを残した意匠性のある部材とすることができ、また高強度・高耐熱性を有し、高バイオマス度材料として商品化が進められています。
    （協力　株式会社天童木工）
  • 高バイオマス度改質リグニン成形
    高バイオマス度改質リグニン成形
    杉由来の改質リグニンを60％以上含むバイオプラスチックから作ったコップです。
    お湯を注ぐと針葉樹のアロマが香ります。
    （協力　株式会社リグノマテリア）
  • 繊維強化改質リグニン複合材料 自動車用アシストグリップ
    繊維強化改質リグニン複合材料
    自動車用アシストグリップ
    自動車には多くのプラスチックが使用されていますが、温室効果ガス排出減の観点からバイオマス化が進められています。改質リグニン系FRP材料はスーパーエンプラ並みの耐熱性と強度を持ち、種々の自動車用部材として実用化が進んでいます。
    （協力　株式会社天童木工）

● 炭素循環型資源としての単細胞緑藻を材料とした細胞プラスチックスの研究開発
（NEDO先導研究プログラム未踏チャレンジ2050採択プログラム)

バイオニクスと有機化学の融合で、微生物細胞を主成分とする細胞プラスチックスの開発を進めています。

  • 細胞プラスチックスの開発
    細胞プラスチックスの開発
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  • 熱硬化性細胞プラスチックスのプレート
    熱硬化性細胞プラスチックスのプレート
    クロレラと有機物の混合物を加熱圧縮することで樹脂成型に成功しました。熱硬化性細胞プラスチックスは、ポリマー材料と複合化した細胞プラスチックスよりも高い力学特性を示すことを明らかにしました。
    （協力　大同化成株式会社）
  • 微生物緑藻（クロレラ）の粉末
    微生物緑藻（クロレラ）の粉末
    緑藻とは、緑色植物のうち陸上植物を除いた微生物の総称です。大気中のCO2を利用して自己増殖するためバイオマス資源としての利用が期待されています。本研究では、プラスチックスの高強度化を狙って、比較的高強度の細胞壁を有する単細胞緑藻を利用しています。

● セラミックス複合材料（CMC）の実用化に向けた研究紹介

セラミックス複合材料センター（CMCセンター）で取り組んでいる研究に関する展示を行っています。

①セラミックス複合材料センター

2017年4月、東京工科大学片柳研究所にセラミックス複合材料センター（CMCセンター）が設立され、航空機用エンジン等さまざまな工業部品の重要部材への適用が望まれるCMCの実用化を目指した研究開発を進めています。
CMCセンターでは、経済産業省、（国研）NEDO等により行われているプロジェクトに参画し、国内の関連重工業等と連携を取りながらCMCの実用化支援を行っています。

  • 展示物1
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  • 展示物2
    上）炭化ケイ素繊維（SiC繊維）
    Silicon Carbide Fiber(SiC Fiber)
    SiC/SiC複合材料に使用される代表的な高強度で高耐熱性を持つ炭化ケイ素繊維
    【奥の列】：宇部興産（株）製チラノ繊維SA、チラノ繊維ZMI、チラノ繊維ZE
    【手前の列】：NGSアドバンストフィバー（株）製ハイニカロン・タイプS、ハイニカロン、ニカロン
    下）三次元織物（３D織物）　三軸組物
    【シキボウ（株）製造】　Triaxial Braiding
    Three-Dimensional
    Fabric(3D Fabric)
    【produced by Shikibo Ltd.】
    SiC/SiC複合材料のプリフォームの例
    SiC/SiC複合材料で部品を製造する場合、3次元織りや組紐織り等の複雑な製織技術を多用して、SiC繊維を予め部品形状に合わせて製織、プリフォームとする方法がある。
  • 展示物3
    C/SiC 燃焼器・ノズル
    （1650°C燃焼試験後）
    【宇宙航空研究開発機構　提供】
    C/SiC Combustion Chamber and Nozzle
    (after Combustion Test at 1650°C）
    【exhibited by JAXA】
    SiC/SiC複合材料の用途例
    N2O/エタノール燃焼ロケットエンジン用のSiC/SiC燃焼器・ノズル
    SiC繊維を三軸組紐織によりノズル形状に織った織物をプリフォームとし、化学気相含浸法（CVI法）によりSiCマトリックスを複合化した

②セラミックス基複合材料（CMC）が拓くサステイナブル社会

セラミックス複合材料（CMC）を利用した航空機エンジンはCO2削減・省エネルギーによるサステイナブル社会実現に貢献します。

  • 展示物1
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  • 展示物2
    Al2O３/Al2O３複合材料
    Ox/Ox複合材料の用途例
    航空機エンジン部材や1000°C程度までの温度領域で使用される。
    アルミナ（Al2O３）やムライト（3Al2O３・2SiO2）系繊維に酸化物（Ox）セッラミックス粉末を含浸させ焼結して複合材料を作成した。製造技術と性能評価はNEDOプロジェクトで実施され商品化された。
  • 展示物3
    C/Sic複合材料自動車用ブレーキローター
    （走行試験後）
    C/SiC複合材料の用途例
    自動車用ブレーキローターとして使用し、安全に使えることを実装走行証明済。
    炭素繊維を短く切断し、SiCマトリックスと溶融Si含浸反応法（RMI法）により製作した。この複合材料の製造技術はNEDOプロジェクトにて実施され商品化されている。

③CMCを創る

SiC繊維を織り込むことで2次元・3次元形状に成形したのち、この繊維の隙間に繊維と同じセラミックス材料を充填することでCMCが作られます。

  • 展示物1
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  • 展示物2
    SiC/SiC アニュラ型燃焼器ライナ
    （1600°C燃焼試験後）
    【先進材料利用ガスジェネレータ技術開発計画にて実施された】
    SiC/SiC Annular Type Combustor Liner
    (after Combustion Test at 1600°C)
    【supported by AMG Project】
    SiC/SiC複合材料の用途例
    アニュラ型燃焼器のアウタライナとインナライナ、1600°Cの燃焼テスト済み。
    SiC繊維の二次元織物をライナ形状に積層した後にステッチした物をプリフォームとし、ポリマー含浸焼成法（PIP法）によりSiCマトリックスを複合化した。この燃焼器ライナの試作および燃焼試験は、先進材料利用ガスジェネレータ技術開発計画にて実施された。

④CMCを使う

CMCを安全に使用するため実使用環境に近い条件での試験を行います。この試験は通常は長時間で多く行う必要がありますが、開発期間を短縮するためAIを利用した高温性能や力学的な性能評価を行っています。

  • 展示物1
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  • 展示物2
    C/C　HYFLEX（Hypersonic Flight Experiment）ノーズコーン試験供試体
    【宇宙航空研究開発機構　提供】
    C/C HYFLEX Nose corn Experimental Model【exhibited by JAXA】
    C/C複合材料の用途例
    極超音速飛行実験での先端部分（ノーズコーン）試験供試体で、空力過熱による熱の試験（耐熱特性評価等）を地上で実施済み。
    ノーズコーン形状に積層したC繊維のプリフォームにポリマー含浸焼成法（PIP法）によりCマトリックスを複合化した。