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拠点形成研究

 熊本大学は、生命科学、自然科学、人文社会科学、および複合新領域科学の学問領域で 基礎科学と応用科学との有機的連携のもと、優れた研究環境を整備し、 世界をリードする独創的かつ卓越した学術研究を推進しています。
 このポリシーに従い、自然科学研究科では、自然科学分野における総合性と学際性を追求し、21世紀を豊にする科学の創生、社会経済発展への寄与、地球規模の諸問題の解決、少子高齢化社会への対応などの社会的要請にこたえるため、 以下のような、本学にしかないオンリーワンの拠点形成研究に取り組み、研究の蓄積を行っています。
 このうち、「衝撃エネルギー工学グローバル先導拠点」は、文部科学省により、平成20年度にグローバルCOEプログラムに選ばれました。

(共同研究者の氏名、所属、肩書等は採択時のものです。)

平成20年度
申請領域 自然科学
プロジェクト名
(英訳)
衝撃エネルギー工学グローバル先導拠点
(Global Initiative Center for Pulsed Power Engineering)
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
秋山 秀典(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
拠点サブリーダー
(氏名・所属・職名)
真下 茂(衝撃・極限環境研究センター・准教授)
共同研究者
(氏名・所属・職名)
大津 政康(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
後藤 元信(バイオエレクトリクス研究センター・教授)
高野 博嘉(バイオエレクトリクス研究センター・教授)
伊原 博隆(大学院自然科学研究科・産業創造工学専攻・教授)
斉藤 寿仁(大学院自然科学研究科・理学専攻・教授)
外本 和幸(衝撃・極限環境研究センター・准教授)
池上 知顯(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
勝木 淳 (バイオエレクトリクス研究センター・教授)
佐々木 満(大学院自然科学研究科・産業創造工学専攻・准教授)
浪平 隆男(バイオエレクトリクス研究センター・准教授)
研究計画の概要  衝撃エネルギー工学グローバル先導拠点では、国際的イニシアティブを発揮することにより、衝撃エネルギー工学のグローバルな先導拠点を構築し、先導的人材の育成、新産業創生、及び衝撃エネルギー工学の体系化に貢献する。このために、衝撃エネルギー工学の衝撃超高圧分野、バイオエレクトリクス分野、及び環境軽負荷分野の国際的イニシアティブを強化して、衝撃エネルギー工学の発展を図り、産学官コンソーシアムを活用した新産業創生に繋げる。また、週一回COE関係者全員が参加する英語による若手融合プロジェクトゼミナール、及び海外リエゾンラボ・一週間にわたる英語での国際先導若手研究者阿蘇合宿研修・若手研究者の経験不足を補うシニア知恵袋プログラム等のIMPACT(衝撃)プログラムを始動し、「衝撃エネルギーの科学と工学を基礎とし、専門の枠を超えた幅広い見方ができ、かつ豊かな創造性とグローバルな視野を持つ先導的人材」を輩出する。
研究終了後の
期待される成果
@Lab without Walls 環境下で、英語での週一回の若手融合プロジェクトゼミナールとIMPACTプログラムが実施され、次世代を担う国際的な若手リーダーが育成されている。
@衝撃エネルギー工学の体系化が達成され、衝撃エネルギー工学のグローバル先導拠点となっている。
@産学官コンソーシアムが活発に活動しており、国際特許を含む知的財産が蓄積されて、多様な新産業創生がなされている。
@インターネット先導学習国際拠点が整備され、世界の大学院生・若手研究者の育成になくてはならないサイトとなっている。
平成20年度
申請領域 自然科学
プロジェクト名
(英訳)
ソフト溶液プロセスをベースとした階層的ナノ組織集積材料の創成
(Hierarchical Organized Nanomaterials Based on Soft Wet Process)
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
松本 泰道(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
拠点サブリーダー
(氏名・所属・職名)
國武 雅司(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
共同研究者
(氏名・所属・職名)
町田 正人(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
谷口 功 (大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
連川 貞弘(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
戸田 啓 (大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
杉本 学 (大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・准教授)
西山 勝彦(大学院自然科学研究科・産業創造工学専攻・准教授)
吉本 惣一郎(大学院先導機構・特任助教)
伊田 進太郎(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・助教)
富永 昌人(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・助教)
池上 啓太(大学院自然科学研究科・複合新領域科学専攻・助教)
研究計画の概要  拠点形成B「ナノスペース電気化学の基礎と応用」において、電気化学に基づいたナノ材料の構築、ナノ構造の観察、ナノ材料の集積化に関する熊本大学独自の技術が数多く確立されてきた。本研究拠点では、蓄積されたこれらの技術をさらに発展させ、太陽電池・燃料電池・センサー・キャパシター・次世代表示材料・触媒などにつながる革新的複合ナノ材料のソフト溶液プロセスの創成を目指す。有機・無機・金属など個別に開発されたナノ材料およびナノ材料構築技術を融合し再構築し、さらにこれまで各材料分野に分かれていた合成・観察・評価技術を分野を超えて再構築する事で、本学独自の科学技術として階層的高次構造を有する革新的複合ナノ材料の開発を目指す。拠点内外で分野を超えた学際研究を強く押し進める事で、ナノ複合材料分野における若手研究者を育成し、産業界へフィードバックする。また、この拠点を核として大学院自然科学研究科から大学院GPを申請している。
研究終了後の
期待される成果
 本研究では、金属クラスター、ナノ粒子、ナノシート、ナノチューブ、タンパク質などのナノパーツを電気化学プロセスなど溶液を駆使したソフト溶液プロセスによって、階層的に配列制御する技術を開発する。これは、ナノテクノロジー実用化のための重要なキーテクノロジーであり、ナノバイオセンサー・ナノ有機デバイスなどの開発を通して、半導体・医療・生命科学分野へとつながる。さらに本拠点で開発する有機・無機を超えたナノ複合素材については、半導体・電子デバイスのための新たなデジタル素材として実用化を目指す。すでにナノ複合材料の一例として、透明でフレキシブルな超耐熱性プラスチックが本拠点において開発され、企業と共同で製品化が進められている。さらに、大学院GPや拠点内の活発な異分野融合型共同研究や研究会の参加を通して、幅広い基礎知識と深い専門性を併せ持ち、基礎研究だけでなく企業的な研究開発にも対処できる国際競争力を持った人材の育成が可能となる。
平成20年度
申請領域 自然科学
プロジェクト名
(英訳)
X線CT法の工学的応用に関する研究教育拠点
(Research and education center of application of X-ray CT to engineering materials)
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
尾原祐三(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・教授)
拠点サブリーダー
(氏名・所属・職名)
大谷 順(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・教授)
共同研究者
(氏名・所属・職名)
山田文彦(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・教授)
鳥居修一(大学院自然科学研究科・産業創造工学専攻・教授)
高島和希(大学院自然科学研究科・産業創造工学専攻・教授〈協力教員〉)
川越保徳(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・准教授)
佐藤 晃(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・准教授)
森園靖浩(大学院自然科学研究科・産業創造工学専攻・准教授)
椋木俊文(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・准教授)
田中健路(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・助教)
麻植久史(大学院自然科学研究科・環境共生工学専攻・助教)
研究計画の概要  本研究の核となる産業用X線CTスキャナーは、わがグループが1996年に他大学に先駆け導入したもので、わが国の大学工学系学部で所有する唯一の装置であり、世界的にも希少である。本装置を用いて実施してきたX線CT法の工学的応用に関わる研究、教育、国際交流をさらに発展させ、世界的な研究・教育の拠点を本学に形成するとともに、国際ネットワークを構築する。  具体的には、各種のCT装置を備えた研究施設を構築することで、土、岩盤、コンクリートなどの地盤材料、水を含んだ土壌、海底地盤などの地盤環境に関わる材料、金属やセラミックスなどの機械材料を対象として、材料の内部構造や内部で発生している現象を解明する。この中で、世界の研究者と協力しながら、測定、可視化、分析のための技術の高度化を図る。また、連携する世界の大学や研究所との国際ネットワークを形成するととともに、国際会議の開催、国際インターンシップなどにより、研究・教育の連携・交流を図り、X線CT法の工学的応用の拠点を本学に形成する。
研究終了後の
期待される成果
 地盤工学、環境工学、機械工学、材料工学などの分野における世界の研究者との連携・共同研究を通じて、これまで観察できなかった材料の内部構造や内部で発生している現象を非破壊・非接触的に可視化・分析・解明することにより、各分野において新学術領域の展開が期待できる。また、わが国のみならず世界の学生に世界最先端の研究についての教育を継続的に実施することが可能となり、高い専門性を有する高度専門職業人を養成することができる。
平成20年度
申請領域 学際・複合・新領域
プロジェクト名
(英訳)
地域水循環機構に基づく持続的水資源利用のフロンティア研究
(Frontier studies on sustainable utilization of water resources based on regional hydrological cycle)
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
嶋田 純(自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
拠点サブリーダー
(氏名・所属・職名)
小池 克明(自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
共同研究者
(氏名・所属・職名)
安部真一(自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
古川憲治(自然科学研究科・複合新領域科学専攻・教授)
松田博貴(自然科学研究科・理学専攻・教授、〈協力教員〉)
河原正泰(自然科学研究科・産業創造工学専攻・教授)
城 昭典(自然科学研究科・産業創造工学専攻・教授)
北野 健(自然科学研究科・複合新領域科学専攻・准教授、〈協力教員〉)
岸田光代(自然科学研究科・複合新領域科学専攻・准教授)
一柳錦平(自然科学研究科・理学専攻・准教授)
川越保徳(自然科学研究科・環境共生工学専攻・准教授)
麻植久史(自然科学研究科・環境共生工学専攻・助教)
研究計画の概要  温暖化に伴う気候変化は、水資源の安定性を脆弱化しており、それに加わる加速度的な世界的人口増加は、水資源の持続的利用を脅かし、人類の存亡に係る重大な問題となってきている。限られた淡水資源を持続的に利用するためには、地域の水賦存量と水循環機構について、最先端の理論・計測法・データ解析法を用いた理工融合研究により解明する必要がある。それとともに、適切な水利用方策の策定と淡水資源汚染を回避するための環境負荷低減策の高度化が不可欠である。本研究拠点は、H19年度に終了した『水環境汚染物質の動態評価研究』拠点形成で構築された自然科学研究科生命環境科学講座のメンバーを中心として、①水循環機構・構造の実態解明(嶋田・小池・松田・一柳・麻植)②水質浄化システムの高度化を含む水域負荷軽減技術の開発(古川・河原・城・川越)、③水環境の生化学的環境評価(安部・北野・井原・岸田)の3サブグループから構成する研究グループを中心に、地下水を中心とした水資源の持続的利用の先進地域である熊本地域を対象に方法論を構築した後、海外共同研究や留学生指導等を通じて東南アジア・アフリカ方面への適応、発展を試みる。
研究終了後の
期待される成果
 淡水資源の持続的利用は、21世紀の人類に課せられた緊急の課題であり、本研究拠点で提案する方法論は凡世界的に適応できるものである。拠点メンバー教員は、すでに当該関連研究分野で多くの実績を上げており、これらの成果を本研究テーマのもとに統一化することで方法論の構築が可能である。さらに『水環境汚染物質の動態評価研究』拠点形成において4回の国際会議を主催し、当該分野の世界的リーダーを招聘することで、国際的な研究連携も図られている。メンバー教員の多くはDC留学生を指導しており、これらの留学生母国とのコンタクトを深めることで外部資金等の獲得により海外共同研究へ発展できる可能性が高く、海外への研究展開の可能性も期待できる。
平成20年度
申請領域 学際・複合・新領域
プロジェクト名
(英訳)
閉鎖性沿岸海域における環境と防災、豊かな社会環境創生のための先端科学研究・教育の拠点形成
(Foundation of a research and education center for advanced environmental science and technology for ecosystem protection, disaster prevention, and "life ware" formation around enclosed coastal areas)
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
滝川 清(沿岸域環境科学教育研究センター・教授)
拠点サブリーダー
(氏名・所属・職名)
逸見 泰久(沿岸域環境科学教育研究センター・教授)
共同研究者
(氏名・所属・職名)
滝尾 進(沿岸域環境科学教育研究センター・教授)
秋元和實(沿岸域環境科学教育研究センター・准教授)
嶋永元裕(沿岸域環境科学教育研究センター・准教授)
木田建次(大学院自然科学研究科 産業創造工学専攻・教授)
森村 茂(大学院自然科学研究科 複合新領域科学専攻・准教授)
戸田 敬(大学院自然科学研究科 複合新領域科学専攻・教授)
松田博貴(大学院自然科学研究科 理学専攻・教授)
中田晴彦(大学院自然科学研究科 理学専攻・准教授)
安田宗生(文学部 総合人間学科・教授)
岩崎竹彦(熊本大学 五高記念館・准教授)
研究計画の概要  本研究拠点は、有明・八代海域や東シナ海域(渤海、韓国沿岸)などの閉鎖性海域が抱える環境と防災問題と地域社会形成に関する、緊急の国家的・国際的重要課題に応えるために、学際的・複合的広範な研究分野から“環境”と“防災”の研究を推進しつつ、“環境と防災の調和”を目指す新たな学識領域の研究教育を行なって、より高度な教育研究の推進と、“優れた地域社会環境の創生(Life ware)”に向けた技術開発と社会政策への貢献を行なう。  このために、社会のニーズと熊本大学を中心とした優れたシーズとが結合した確固としたネットワークを構築する.すなわち、工学、理学、社会学などから構成した熊本大学の研究者を中心に、国、県、市などの行政機関、民間企業やNPO等との連携をさらに強化するとともに、海外の大学、特に中国(北京大学など)や韓国(ソウル大学、仁荷大學、済洲大学など)の大学との協定締結を基に、研究と人材交流を通じての拠点形成を図る。
 本研究拠点の形成過程において21世紀における持続可能な地域社会形成のため先端科学の展開と、これに必要な人材を育成し、世界最高水準の研究教育拠点の形成を目指す。
研究終了後の
期待される成果
○国際的な海域環境創生に向けた研究拠点の形成:本拠点形成では、国際的にも取組が始まったばかりの“優れた地域社会環境の創生(Life ware)”の概念に基づき実施するが、得られる閉鎖性海域の環境と防災問題および地域社会形成に関する総合的な科学的研究成果および人材育成は、同様な閉鎖性海域を持つ東南アジアを始め、広く国際社会にも多大の貢献が期待される。
○国・県等の行政への政策貢献および地域の防災産業,環境産業の振興への寄与:地域の重要課題である「海域環境再生」と「防災」に関する高度な科学技術の開発、及び「豊かな地域社会の創生」に向けた政策への提言を通じて多大の社会貢献が実現できる.また、これらの科学技術は広く世界へ向けての環境・防災問題への範となるとともに、研究の進展を通じて開発された技術は、直接的に“防災産業”および“環境産業”として産業振興に寄与する。
平成17年度
申請領域 自然科学
プロジェクト名
(英訳)
極限環境下での凝縮系物質のナノ構造・組織の精密測定とマクロな挙動
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
吉朝 朗 自然科学研究科地球環境科学専攻 教授
研究計画の概要  極限環境下でその場観測法によるナノ構造・組織の精密測定を行うことやマクロな物性測定を精密に行うことで、 先端の科学力を養い世界最高を目指す。測定・解析結果の評価・解釈には、シミュレーションによる理論適応を試み、 新たな理論の構築やシミュレーション技術の革新・向上を目指し、自然の理解を深め、かつ、応用への可能性も模索する。 超高圧高温化での結晶や融体などの構造解析や物性測定、多成分多相系における構造組織と 特定種類極微量元素周りの局所構造と履歴(精密環境評価や生物大量絶滅の解明、犯罪捜査の高度化等につながる) などのテーマをさらに深め、強磁場、極低温、極端な雰囲気等の極限環境が複合した条件での実験も模索して、 拠点形成を行う。対象となる凝縮系物質には、超伝導や超イオン伝導のような機能性をもつ新規合成物質の示唆を与えてくれる物や 自然界の隕石や宇宙塵、岩石、粘土等でハイブリッド材料の手本となる物が含まれる。
研究終了後の
期待される成果
 自然界には人類が未だ到達し得ていない極限環境が広く存在し、 これまで知られていないすばらしい性質を有する物質も隠されている。 科学者は先端の技術開発・材料開発等により極限環境下での観測・実験領域を広めている。 例えば、極限環境下で原子レベルの構造を精密に解析することは長年にわたり蓄積された先端の知識・経験・技術等が必要である。 これらは、世代交代に伴って受け継がれてゆかなければならない。後進の育成は熊本大学の使命でもある。 本プロジェクトの効果の一つとして広い知識を有した優秀な後進が育成されると期待できる。
平成17年度
申請領域 自然科学
プロジェクト名
(英訳)
超兆集積最先端産業基盤技術のための研究教育拠点
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
久保田 弘 衝撃・極限環境研究センター 教授
研究計画の概要  IT情報デジタル社会の基盤をなす半導体電子回路の個々のサイズは 10ナノメートルという可視光では到底見えないサイズに突入し、 大学におけるナノテクノロジー研究ニーズを多く生み出している。しかしながら一方、 マクロに見ると集積度は1枚のシリコンウェーハー上に1兆個を超えるデバイス(機能を持つ最小単位)を集積する必要があり、 これは野球場全体に0.1ミリメートル間隔で正確に絵を描くことに相当し、 このような超兆集積最先端産業基盤技術のための生産技術に直結する分野の大学での研究教育環境整備が特に遅れているため、 熊本大学において拠点化を目指す。
デジタル映像機器では電子1個の雑音までも抑えつつ1000万個以上の瞳の上の1兆個の電子を操る電子光センサー集積を行い、 さらに機械的な動きを制御した機構を持って1兆ビット以上の情報を集積し、 さらに生命体の本質を明らかにしつつその組織を応用集積した、人間と同じ100兆個の細胞組織集積を持つ 神経情報もを備えたビジョンチップの3次元実装製造技術の確立が目的である。 これらの多様な電子デバイスを組み合わせシステムとして製造する際の信頼性の確保には 統計的なネットワーク理論に基づく集積化が不可欠であり、短期間に効率よく(QTATな)マーケットへの製品投入を実現する 製造基盤技術の確立が目的である。
研究終了後の
期待される成果
デジタル映像機器の”超兆高密度画素(1兆色以上)””超兆ダイナミックワイドレンジ(明るさ比12桁以上)” ”超兆高速画像取り込み(テラビット毎秒以上)”が実現され、 その上さらに等身大ディスプレイやスキャナーなどの大面積製品製造が可能となる。 九州地域はIT先端製品の全国3割を生産し、熊本地域ではその3割以上を生み出す現状から、 この研究分野の拠点を熊本大学に形成することは日本の最先端生産技術の産業競争力強化に直接貢献できる。
平成17年度
申請領域 自然科学
プロジェクト名
(英訳)
環境軽負荷を目指した次世代マグネシウム合金の創製加工
拠点リーダー
(氏名・所属・職名)
里中 忍 自然科学研究科産業創造工学専攻 教授
研究計画の概要 輸送機関の省エネルギー・高性能化や環境問題等の社会的要請は、これから強まることはあっても弱まることは無く、 より軽くて強い材料の開発は人類にとって永遠のテーマでもある。 実用金属中で最も軽いマグネシウムは21世紀の金属材料として期待されており、 既に電子情報機器の筐体や自動車部品として使用され始めている。特に、熊本大学において、 これまでの常識を覆すような強度と耐熱性を併せ持つ新しいマグネシウム合金が開発され、 マグネシウム合金に対する期待が世界的に高まっている。
本研究では、「次世代マグネシウム合金の卓越した研究開発拠点」の形成を目指して、 材料工学、機械工学をバックグラウンドとする多様な知的・技術的資源を結集して、 マグネシウム合金に特化した高度な合金設計から、溶解・加工技術、材料解析・評価技術までの 「マグネシウム合金研究開発プラットフォーム」を構築し、環境に優しい次世代マグネシウム合金の創製 加工技術開発を実施する。
研究終了後の
期待される成果
 材料は科学技術や産業の基盤をなすものであることから、省エネルギー技術、航空宇宙技術、 輸送機関技術、情報・電子技術、ロボット技術、医療技術、社会福祉技術の各領域に技術革新をもたらすものと考えられ、 環境軽付加社会の実現に貢献できるものと確信する。
また、「マグネシウム合金研究開発センター」への発展を構想しているが、高度な知的・技術的資源の集積・ 活性化によって、本学や熊本地域をわが国における「マグネシウムの研究開発・産業拠点」に育成することができる。 これによって、地域産業・経済の活性化をはかることができるのみならず、わが国における科学技術や産業の発展に 寄与することができる。

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