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工具補助加熱式摩擦攪拌接合（研究紹介）
材料内に圧入するプローブ部に加熱機構を具備した摩擦攪拌接合用接合工具を開発した。
この接合工具を用いて摩擦攪拌接合することにより,加熱機構をもたない通常の摩擦攪拌接合と比較して,著しく低い回転数(例えば60 rpm)でも接合が可能となる.これにより,接合部の温度履歴を通常の摩擦攪拌接合よりも200K以上低く抑制したまま健全な継手形成が可能となり,接合部の結晶粒成長に伴う材料軟化を抑制できる。
摩擦攪拌接合は,プローブと称する突起部とショルダと称する肩部を具備する接合工具を回転させたまま被接合材接合界面に圧入し,工具との摩擦攪拌により接合界面近傍に塑性流動を生じさせ,これにより接合を阻害する表面層を破壊して,接合界面での化学結合を形成させる接合技術である。
接合を誘起するために摩擦攪拌接合では被接合材を接合工具により摩擦攪拌せねばならない。この工程では接合工具が摩擦発熱と攪拌流動の2つの役割を同時に担う。十分な攪拌流動を生じるためには材料を加熱して軟化させる必要があるが,そのために接合工具回転数を増加させて摩擦発熱量を増そうとすると,材料が接合工具の回転運動に追従できず,接合工具が空転し攪拌流動が抑制されて摩擦攪拌接合に特徴的な接合欠陥を生じることがある。
本研究では上記課題を解決すべくプローブに加熱機構を具備させた接合工具を開発した。
開発した接合工具によると、摩擦発熱と覺拌流動のうち,摩擦発熱に関する要求を補助熱源を装着することによって減じ,対象材料の攪拌流動を誘起するに適した接合工具回転数でのオペレーションを実現が可能になった。
本研究で開発したプローブに加熱機構を具備させた接合工具を用いて1050アルミニウム板の摩擦攪拌接合を実施したところ,従来報告されているパラメーター範囲よりもはるかに広いパラメーター範囲を設定可能であることがわかった。
摩擦攪拌接合およびその関連プロセスを適用して製造するあらゆる製品に対して応用可能。特にアルミニウム合金やマグネシウム合金の摩擦攪拌接合に適している。
ロハ酒 研究プロジェクト合鴨農法コシヒカリで醸したロハスな酒（研究紹介）
無農薬で化学肥料を使用しない有機農法でありながら労力削減も可能な合鴨農法はロハスにふさわしい農法である。ロハ酒研究プロジェクトでは、① Bond&Co.の合鴨農法による稲作と合鴨米で醸造するロハ酒づくりを支援しながら現状の課題を抽出し、②ロハス工学の新たな応用により課題の解決を図り、③農工連携の実績を積み上げる中で農業を学び、農業を支援できるロハスエンジニアを育成することを目標とした。
学生と教員が合鴨農法による稲作から始まり、酒造会社と意見交換、合鴨農法へのDX技術の応用、化学分析を実施した。
合鴨農法で生産したコシヒカリ（生産者：Bond&Co.）を峰の雪酒造場（福島県喜多方市）に持ち込んで醸造した特別純米酒であるロハ酒の特徴をアミノ酸分析で評価した結果、大吟醸酒と類似したアミノ酸パターンが得られ、ロハ酒が非常に好評である一因が明らかとなった。
ロハ酒の原料に用いたコシヒカリは溶けにくく，アミノ酸のもととなるタンパク質も余り溶け出さず、結果的に精米歩合の高い大吟醸酒と類似したアミノ酸パターンとなっていることが推察された。
地域連携、産学連携
アクアガス™加熱による高付加価値食品の提供（研究紹介）
食品の高付加価値化や食品以外の様々な用途に新規加熱媒体であるアクアガス™を利活用する研究
微細水滴含有過熱水蒸気（アクアガス™)とは水蒸気を更に加熱することにより得られる100℃以上の加熱水蒸気に微細水滴が分散した気液混合媒体、湿熱と乾熱の中間体の加熱媒体である。
蒸したり茹でたりといった従来の食品加工プロセスは表面の柔軟化、ビタミン等の劣化・損失、多くのエネルギー消費や大量の排液といった問題がある。
アクアガス™の迅速な加熱により、水分・物性制御、歩留まり低下の抑制、短時間加熱殺菌、栄養価保持、制御等が可能となるため、安全で美味しい食品の提供が可能となる。
また、食品の高付加価値化への応用以外として造粒調整過程に活用することで、品質向上、製造効率向上も確認した。
●熱劣化の少ない農産物の表面殺菌処理
●効率的な解凍、調理技術
●安全で食べやすい高齢者食などの調理技術
●造粒工程への応用
●有用物質の可溶化、抽出・分離、有害物質の分解、高品質焙煎、食品以外の洗浄や殺菌
微生物の優れた機能を探る─油の中で暮らす微生物─（研究紹介）
微生物機能を活用した有用物質の生産（バイオプロセス）技術を開発するため、微生物工場としてふさわしい微生物についての研究
近年、資源枯渇やCO2等排出物の環境への影響が懸念されていることから、環境負荷の少ない物質生産プロセスの開発が望まれています。一般的に微生物を利用した工業原料等の有用物質の製造プロセス（微生物を物質生産の工場として利用すること）には、従来の化学合成プロセスと比較して、エネルギー消費が少なく、また、廃棄物も少ないという傾向がある。
下記のような微生物が工場（生産の場）としてふさわしいと考える。
（１）一般的に有機溶媒は微生物に対し毒性が高いので、それらに耐性をもつ微生物がふさわしい。
（２）通常微生物は水層に存在するので反応機会が界面に限られるが、もし、有機相中に転移し、生育できる微生物がいれば、より効率的な物質生産が期待できることから、そのような性質をもつ微生物がふさわしい。
Rhodococcus erythropolis PR4 は通常の微生物とは異なり、水層よりも有機層に存在することを好む微生物である。また、添加する有機溶媒の性質によって、細胞の局在性を変えることが可能で、このような性質は、微生物工場として非常に有利であり、大きなポテンシャルを秘めていると考える。
各種化学品などの微生物による発酵生産
口腔細菌を誘因とする新たな全身疾患 ウイルス感染症発症機序の解明と予防方策への展開（研究紹介）
「細菌とウイルスの微生物間相互作用」という新たな視点から、口腔疾患および口腔細菌がインフルエンザウイルスやHIV、EBV感染に及ぼす影響についての研究
口腔は約700種類もの細菌が生息しており、さらに、多くのウイルス感染の感染経路となるばかりでなく、潜伏感染の場となっている。口腔のウイルス感染は全身疾患とも密接な関係があり、診断上重要な手がかりとなる。しかし、世界的に見ても歯科領域におけるウイルス研究はほとんど行われていない。
近年、口腔細菌と全身疾患（誤嚥性肺炎や糖尿病、早産など）との関連性が明らかとなる中、われわれは、病原性発現における「細菌とウイルスの微生物間相互作用」という新たな視点から、口腔疾患および口腔細菌がインフルエンザウイルスやHIV、EBV感染に及ぼす影響について研究を進めている。
これまでに、以下の報告をおこなった。
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１）口腔細菌がインフルエンザの拡大と重症化に深く関与している可能性
２）口腔細菌が潜伏ウイルスを再活性化し、HIVやEBV感染症の進展に関与している可能性
３）歯周病等の口腔疾患の発症自体にEBVやCMV等のウイルスが関与している可能性
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口腔ケアがインフルエンザなどのウイルス感染症の予防に有効である可能性、また、歯周疾患の新たな病因論が明らかとなる可能性がある。
●口腔ケア関連品(歯磨き、デンタルリンス等）の開発、発展、販売促進。
●歯周疾患の新規予防・治療法の開発（抗ウイルス薬の応用など）。
ベンゼン環構造を含まない有機蛍光物質（12076他）
低環境負荷なプロセスで変換されたリグニン由来のベンゼン環構造を含まない有機蛍光物質有用物質の提供。
有機発光材料は、その多彩で鮮やかな発色性、優れた加工性に加え、検出感度が高く、分子設計により種々の機能付加が可能であり、発光素子、トレーサー、診断薬、試薬等、種々の分野への利用が見込まれることから、優れた化学素材として大きく期待されている。
リグニンは、植物細胞壁の15～30％を占める主要な成分であり、複雑な構造を有し、未利用バイオマスの一つである。微生物機能を利用して、このようなリグニンを有用性が高い物質に変換する方法の開発は、未利用バイオマスの有効利用という観点から非常に重要である。
本研究はリグニン由来成分を低環境負荷なプロセスで新規蛍光物質として変換することに関するものである。
具体的には下記の蛍光物質である。
●海水より採取したシュードモナス・エスピー（Pseudomonas sp．）ITH－SA－1株を、シリングアルデヒド共存下で培養することによって得られた蛍光物質。
●低分子リグニンの一種であるシリングアルデヒド（Syringaldehyde；SYAL）の下流の代謝産物である3－O－メチルガリック酸（3－O－methylgallate；3－MGA）とトリプトンとを反応させることにより得られた蛍光物質。
● シュードモナス・エスピー（Pseudomonas sp．）ITH－B52株又はその変異株を、低分子リグニンの一種であるシリングアルデヒド、シリンガ酸、及びこれらの塩からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含有する培地で培養することにより得られる固体状態でも蛍光を発する蛍光物質。
上記蛍光物質は共通して下記の特徴を有する。
＊ベンゼン環無し⇒毒性軽減
＊最大励起波長（365 nm ）、最大蛍光波長（498 nm）
＊水・含水アルコールに可溶
＊耐熱性（～95℃）
＊耐アルカリ性
＊プロテアーゼ耐性
新規蛍光素材：塗料・研究用試薬・臨床用試薬・有機EL・化粧品（スキンケア・メイクアアップ）・ＤＤＳ等
疎水性環境に暴露されることで誘導される微生物の熱耐性（12360）
ロドコッカス属細菌に高温耐性を付与することができる、ロドコッカス属細菌の培養方法、及び、高温耐性を有するロドコッカス属細菌の製造方法。
有機溶媒分解菌であるロドコッカス属（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）細菌は、産業的に重要な菌群として位置づけられており、低エネルギー化や環境負荷を削減できるバイオプロセスによる環境浄化又は物質生産への応用などが期待されている。
高温発酵系は新たなエネルギー削減技術として期待されており、耐熱性発酵微生物の耐熱性機構が研究されている。ロドコッカス属細菌は、通常、３０℃程度で生育する細菌であり、高温発酵系で利用することはできない。しかしながら、ロドコッカス属細菌の耐熱性を向上することができれば、高温発酵系に利用することができる。
本研究において、疎水性液体を含む培地でロドコッカス属細菌を培養する工程の後、疎水性液体を含む培地で、８０℃以上の温度条件下で、ロドコッカス属細菌を培養する工程によりロドコッカス属細菌に高温耐性を付与することができことを確認した。
発酵生産、化学品生産のバイオプロセス、バイオレメディエーション、排水処理プラント、微生物製剤、水環境の油系汚染の分解浄化
ナノ粒子点眼とワクチンを用いた低侵襲糖尿病網膜症治療（12316）
フィブラートを含むナノ粒子を含有する、網膜循環障害及び網膜神経血管連関障害の改善用点眼剤。
フィブラートは、内服により、網膜血管新生抑制効果を有することが知られている。しかしながら、フィブラートは、スタチンとの併用による副作用（横紋筋融解等）が報告されており、実際の臨床では、眼疾患治療の目的で用いられていない。
眼疾患に対する薬剤の投与方法としては、内服投与よりも局所投与の方が、全身副作用が少ないため望ましい。しかしながら硝子体内腔投与は、硝子体出血及び水晶体損傷などが報告されており、さらには眼内炎などの重篤な眼合併症も報告されている。安全性の観点からは、点眼による投与が望ましいが、眼球後部に存在する網膜組織まで、通常用いられる点眼により有効濃度の薬剤を到達させることは困難である。
一方、網膜循環及び網膜神経連関における障害は、明かな網膜症所見が発見されるよりも早期に引き起こされ、網膜疾患の発症の一因であると考えられている。しかしながら、これらの障害の改善に有効な点眼剤は実用化されていない。網膜循環障害又は網膜神経連関障害を点眼により改善又は予防することができれば、これらの障害に起因する網膜疾患を、安全かつ有効に予防又は治療することができる。
本研究は、ナノ粒子化したフェノフィブラートが高濃度で網膜まで到達可能であること、点眼のみで糖尿病網膜症の早期病変を改善させること、糖尿病網膜症の予防および進展防止のための可能性に関するものである。ナノ粒子化したフェノフィブラートは網膜循環障害及び網膜神経血管連関障害を改善又は予防することが可能な点眼剤となる可能性がある。
網膜循環障害及び網膜神経血管連関障害を改善又は予防のための点眼剤
