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化学産業のスマート化と超スマート社会の実現に向けて、化学工学の知識と人工知能や最適化、シミュレーションの手法を駆使して、化学プラントの運転・制御を中心に、高品質な製品を高効率かつ安全に生産するための方法について研究しています。

非常に強い光と物質が相互作用するときに現れる物質の多彩な応答を、新たな応用へと結びつけるための研究を行っています。現在、フェムト秒（10^(-15)秒）まで圧縮したレーザー光を使用し、ナノメートルサイズの物質制御手法の開発に挑んでいます。

高効率なマイクロリアクターの設計、操作法の開発等マイクロ化学プロセスに関する研究、化学プロセスへの非定常操作の応用に関する研究、持続可能なエネルギー変換プロセスに関する研究、ウルトラファインバブルの応用に関する研究等に取り組んでいます。

数ｎｍ～数μｍ程度の大きさの微粒子の構造や表面状態、微粒子間相互作用を実験と計算シミュレーションを用いて求め、微粒子の凝集、力や熱による粒子集合体の再配列、焼結現象等 を基礎的に解明しています。

自然科学・社会科学の分野で生じる複雑な協力現象の中で最も単純な例が磁性体の秩序形成（相転移）です。磁性体を研究対象とし、スピン・結晶格子・電荷がもつ自由度の絡み合いにより生じる相転移現象の学理の追求と新規相転移現象の探索を目指します。

省エネルギー技術として有望な、機能膜を用いた分離技術の研究を行っています。新しい膜分離技術の開拓や機能膜そのものの開発にとどまらず、膜性能に大きな影響を与える膜中のミクロな分子運動（移動物性・モビリティ）にも着目しています。

エネルギーを合理的に使うことによる省エネルギーを目指し、排熱から空調用冷熱を発生する熱駆動冷凍機の高性能化、太陽エネルギーの集光・集熱デバイスを研究しています。また、電力と熱を同時に供給するコージェネレーションを中心とした地域分散型システムシステムの省エネ性の評価を行っています。

医薬品、食品などで多用されている結晶性物質を生産するための手法、すなわち晶析操作に関する研究開発を行っています。医薬品結晶をより高品質、より高機能にするための製造手法が研究対象です。電池材料の結晶など、エネルギー関連物質も研究対象です。

模擬授業 A “model” lecture from open-campus (June 2021) by Prof. Hiromasa Shimizu