肉眼では見えない生命の力―微生物が担う地球環境と水処理技術
微生物が担う地球環境と水処理技術 Microbes Contribute to the Earth’s Environment & Water Treatment
Category: Research Topics
Metallic behaviour in superlattice of semiconductor colloidal quantum dots. 半導体コロイド量子ドット超格子における金属的挙動 (Nature Comm.)
従来の商用コロイド量子ドット薄膜よりも1,000～100万倍以上も大きな移動度を示した。キャリアドープによって金属的伝導性を示すことも明らかになった。The films showed mobilities more than 10 million ~ 1 million times greater than conventional commercial colloidal quantum dot films. It was also found to exhibit metallic conductivity by carrier doping.
水の蒸発は少量のポリマー添加で阻害される Adding a polymer significantly reduces the rate of water evaporation from narrow gaps
There have been no studies on how substances that dissolve in water affect the evaporation of water from narrow gaps between particles. 水に溶けている物質が、粒子間の狭い隙間から水が蒸発する際にどの程度影響するのかについては検討例がありませんでした。
シミュレーションとデジタルツインで最適化. Optimization with simulation & digital twin
2022年12月。化学工業日報社（主催）、マイクロソフト（共催）の「石油化学業界向け DX 推進セミナー：製造現場に変革をもたらすデジタル技術の活用と推進のポイント」にて、山下 善之教授の『デジタル技術を駆使した 化学プラントの運転・保守』より デジタルとリアルの融合がプロジェクトを加速する。石油化学業界向け DX 推進セミナー『製造現場に変革をもたらすデジタル技術の活用と推進のポイント』参加レポート – マイクロソフト業界別の記事 (microsoft.com) 天災やパンデミック、軍事侵攻といった想定外のできごとが世界中で起き、人工知能やバイオテクノロジーが予想をはるかに超えて進化している VUCA の時代において、「今まで常識だと思っていたことが常識ではなくなってしまう時代にどういうことを考えるべきでしょうか いくらでもデータを蓄えられる今の時代に重要とされるのはビッグデータの活用であり、ものづくりの現場においては“サイバーフィジカルシステム”が重要な概念になる 「サイバーフィジカルシステムが実現できたことから、今いろいろなところで“スマート工場”が実現しつつある」 第 3 次 AI ブームと言われる今、これまでの常識を覆すインパクトを持った AI ソリューションが多数開発されていることから、これまでのブームとは異なり、AI の進化が止まることはないだろうと予測。重要な視点として、AI に任せきるのではなく人間が介在することで精度が上がる場合が多いことから、「人間とコンピュータの協働が重要」。リアルとデジタル、ヒトとコンピュータのコラボレーションが、予想不可能な時代を乗り越えるひとつのカギになる 我が国のデジタル化の現状として、2021 年には 81%の企業が DX を計画、そのうち 7 割以上が実際に取り組んでいるというデータを示し、生産性の向上やコスト削減などを期待して、すでに多くのデジタル化事例が報告されている。 化学プラントが DX を進めるための支援策として、経済産業省の「スマート保安」に向けた取り組みがある。カメラ搭載ドローンによる検査を可能とする規制改正や、AI を使ったシステムの信頼性を評価するガイドラインの策定、日タイスマート保安コンソーシアムの設立など、経済産業省主導でさまざまな取り組みが行われており、化学プラントの運転・保守における AI 適用事例が紹介されている「Smart Industrial Safety >>> More …
固体粒子で覆った油滴は硬い？軟らかい？Are oil droplets covered with solid particles hard? Soft?
本研究は、イオン濃度を用いれば水と油の界面の硬さだけではなく、油滴の合一のしやすさも制御できることを示しており、油滴の安定性増加、あるいは不安定性の増加を意図的に行う手法の開発につながると期待されます。This study shows that not only the hardness of the water-oil interface but also the ease of coalescence of oil droplets can be controlled by using ion concentration, which is expected to lead to the development of methods to intentionally increase the stability or instability of oil droplets.
パラフィン表面におけるアルカリ金属原子の滞在時間分布の詳細を解明 Analysis of residence time distribution of alkali metal atoms on paraffin surface (Phys. Rev. A)
原子磁力計などに用いられるアルカリ金属原子の中に、スピン緩和防止コーティングに使われるパラフィンの表面での滞在時間が極端に長いものがあることを明らかにしました。Some alkali metal atoms have extremely long residence time on the surface coated with antispin relaxation coating.
廃棄物からのリンの高効率回収に向けて Toward High Efficiency Recovery of Phosphorus from Waste (ACS Sustainable Chem. Eng.)
得られた知見を基に、付着性をあらかじめ予測する手法や、多様な燃料由来の灰の付着を適切に制御できる技術を開発し、産業界に貢献していくことを目標としています。Based on the knowledge obtained, the goal is to contribute to the industry by developing methods to predict adhesion in advance and technologies to appropriately control the adhesion of ash derived from various fuels.
シリコン光回路とコバルト金属を組み合わせた超小型ヒータ Micro heater combining silicon optical circuit and cobalt metal
遷移金属のコバルトを積層したシリコン光導波路（Siプラズモニック導波路）の幅0.4マイクロメートルの領域に光が到達し、吸収された光によって243℃に加熱できることを金属の抵抗の変化から測定することに成功しました（清水研究室）。Shimizu Lab succeeded in measuring from the change in resistance of a metal that light reaches a region of 0.4 micrometers in width of a silicon optical waveguide (Si plasmonic waveguide) in which cobalt, a transition metal, is laminated, and >>> More …
石けんの泡層への水の浸透現象の実験と数理モデル Experimental and Mathematical Model of Water Penetration into Soap Foam Layer
～泡層内での効率的な汚れの輸送にも期待～ Expectations for Efficient Transport of Dirt in the Bubble Layer
非平衡熱力学を駆使した流動界面の効果的な制御法を発見 Discovered: An effective control method of the flow interface utilizing nonequilibrium thermodynamics.
化学種濃度を平衡状態の濃度との差で規格化した非平衡度により液液相分離を伴う流動界面を効果的にコントロールできることを初めて発見しました。It was discovered for the first time that the flow interface with liquid-liquid phase separation can be effectively controlled by the non-equilibrium degree, in which the chemical species concentration is normalized by the difference from the equilibrium concentration.
微細加工技術開発の新展開に光 Application of Light to New Development of Microfabrication Technology
近赤外のレーザー光でも周期サイズを数nmから数10 nmで制御できる新しい微細加工技術へと発展することが期待されます。Leading to a new microfabrication technology in which the period size can be controlled from a few nm to several tens of nm even with near-infrared laser light.
有限体積の液体において粘度差に由来する界面流動の新たな特性 Novel Properties of Interfacial Flow Due to Viscosity Difference in Finite Volume Liquids
「放射状に広がる有限体積の流体に形成されるVF」が、地層からの石油回収プロセスや地下水における汚染物質の拡散プロセスで発生していることがわかっており、本成果は、それらのプロセスにおける現象予測の高精度化へ寄与することが期待されます。It is known that “VF formed in a radially spreading finite volume of fluid” is generated in the process of oil recovery from geological formations and the process of pollutant diffusion in groundwater, and this result is expected to contribute to the improvement of the accuracy of phenomenon prediction in these processes.