プロセスサイエンス基盤構築の目指すもの

11:45-12:00 事前登録

文部科学省

プログラムオフィサー／技術参与

国立研究開発法人科学技術振興機構

総括ユニットリーダー・研究監

永野 智己氏

【講演者プロフィール】

科学技術振興機構（JST）研究開発戦略センター 総括ユニットリーダー・研究監。
同センターフェロー、ナノテクノロジー・材料ユニットリーダーを経て、2018年より現職。
また、文部科学省技術参与として、マテリアル先端リサーチインフラ事業、マテリアライズ事業のプログラムオフィサーを歴任。日本工学アカデミー正会員。
専門はナノテクノロジー・材料科学技術、研究開発戦略、異分野融合論、技術経営。経営学修士(MBA)。

ナノ材料の界面・構造制御プロセスサイエンスの基盤構築への挑戦

12:00-12:20 事前登録

東北大学

材料科学高等研究所

教授

阿尻 雅文氏

【講演者プロフィール】

1986年東京大学大学院工学系研究科博士過程修了(工学博士)
1987年東京大学助手
1989年東北大学助手
2002年同大学教授
2019年同大学ディスティングイッシュプロフェッサー
国際超臨界学会副会長
フランス ボルドー大学名誉博士号授与、令和元年「紫綬褒章」、日本化学会学会賞、化学工学会学会賞、文部科学大臣表彰、文部科学大臣賞2回、山崎貞一賞他受賞多数
研究分野：超臨界流体工学、特に超臨界水の反応溶媒としての利用に関する研究

【講演概要】

「ナノ材料の界面・構造制御プロセスサイエンス」は、材料の社会実装に向けたプロセスサイエンス構築事業（Materealize）として2019年度より始動した。ナノ材料の活用は、エレクトロニクス、触媒、エネルギー、医療等、様々な分野で期待されるが、活発な応用研究とは裏腹に、ナノ材料の実用例は決して多くない。その要因の多くが、ナノ材料をハンドリングし、構造化するプロセス技術の欠落にある。
そこで本プロジェクトでは、「材料・プロセス設計原理の構築」を目的とし、相平衡推算、物性推算に基づきナノ材料の各単位操作プロセスを体系化し、さらにプロセス－構造－物性・機能相関データベースにまとめることで、ナノ材料の社会実装基盤を構築する。ナノ材料の社会実装に向けては、共通基盤ニーズを抽出するコンソーシアムと、蓄積したデータ・設計情報とともに、網羅的探索実験、高速解析、計算科学を連動させた超高速材料開発技術基盤を提供する。

ナノ粒子分散系は擬似分子系でモデル化・設計できるか

12:20-12:40 事前登録

東北大学

多元物質科学研究所

准教授

笘居 高明氏

【講演者プロフィール】

東北大学　多元物質科学研究所　准教授
［最終学歴］2008年東京大学新領域創成科学研究科博士課程修了．博士（科学）．
[専門] 材料プロセス工学

【講演概要】

ナノ粒子は高い表面エネルギーから容易に凝集する。溶媒中のナノ粒子の凝集は、粘度や熱伝導など、様々な物性変化を伴うことから、分散状態の制御はナノ粒子プロセスを設計するうえで重要である。本講演では、ナノ粒子を擬似分子と見立てた「ナノ粒子の化学工学熱力学」で分散・凝集の予測がどこまで可能か、について紹介する。

ナノ粒子表面と溶媒の相互作用はどこまで理解できたか ー 粗視化分子動力学シミュレーションからのアプローチ ー

12:40-13:10 事前登録

東北大学

金属材料研究所

教授

久保 百司氏

【講演者プロフィール】

1990年3月 京都大学工学部石油化学科卒業
1992年3月 京都大学大学院工学研究科石油化学専攻修士課程修了
1992年7月 東北大学工学部助手
2001年4月 東北大学大学院工学研究科助教授
2008年1月 東北大学大学院工学研究科教授
2013年3月 日本化学会学術賞
2015年3月 東北大学金属材料研究所教授
2017年4月 東北大学金属材料研究所計算材料学センター　センター長

【講演概要】

ナノ粒子はバルク材料には見られない新規な機能を発現することから、エレクトロニクス、触媒、エネルギー、医療など様々な応用分野への展開が進められているが、大量生産時における有機溶媒中でのナノ粒子の凝集が実用化を阻む要因として大きな問題となっている。凝集を防ぐためには、ナノ粒子に有機修飾が施されるが、有機修飾ナノ粒子の分散性は、有機修飾鎖と溶媒の溶解度だけでは説明できないことが知られており、ナノ粒子表面と有機溶媒の相互作用を原子・分子レベルで明らかにすることが求められている。そこで我々のグループでは、粗視化分子動力学シミュレーションを活用することによって、多様な有機溶媒と有機修飾ナノ粒子の相互作用を明らかにすることで、有機溶媒中における有機修飾ナノ粒子の分散・凝集メカニズムを解明し、有機修飾ナノ粒子の分散性を向上させるための最適な有機溶媒を理論的に設計することを目的とした。

ナノ粒子表面と溶媒の相互作用はどこまで理解できたか ー ナノ粒子の構造形成に及ぼすプロセス影響からのアプローチ ー

12:40-13:10 事前登録

東北大学

未来科学技術共同研究センター

特任教授

塚田 隆夫氏

【講演者プロフィール】

1979年3月 東北大学工学部化学工学科卒業
1981年3月 東北大学大学院工学研究科化学工学専攻修士課程修了
1984年3月 東北大学大学院工学研究科化学工学専攻博士課程修了
1984年4月 東北大学非水溶液化学研究所助手
1990年2月 東北大学非水溶液化学研究所講師
1991年9月 東北大学反応化学研究所助教授
2005年4月 大阪府立大学大学院工学研究科教授
2008年10月 東北大学大学院工学研究科教授
2022年4月 未来科学技術共同研究センター特任教授

【講演概要】

ナノ粒子の高濃度分散液であるナノフルイドは，熱媒やプリンテッドエレクトロニクス用ナノインクなど，様々な分野への応用が期待されている。ナノフルイド，それを応用した製品の特性は，ナノ粒子や溶媒の種類だけでなく，ナノフルイド中のナノ粒子の分散・凝集構造によっても変化する。ナノ粒子の分散・凝集挙動は，ナノ粒子と溶媒の親和性，さらにはせん断や溶媒蒸発といったプロセスの影響を受けるため，所望の特性を有する製品を得るためには，親和性やプロセスとナノ粒子の構造との相関を明らかにすることが重要になる。演者らは、有機溶媒中に分散した表面修飾ナノ粒子からなるナノフルイドを対象として，せん断下でのナノ粒子の分散・凝集構造，さらには溶媒蒸発に伴うナノ粒子の構造形成に関する数値シミュレーションを行い，ナノ粒子の構造形成に及ぼすプロセスの影響について明らかにしてきた。本講演では，これら演者らの研究の一端を紹介したい。

プロセスサイエンスの社会実装への産学連携仕組み作り

SDGs,パワーエレクトロニクス、ポスト５G、ヘルスケア―等時代が求める新たな技術をコンソーシアムで構築

13:10-13:30 事前登録

東北大学

未来科学技術共同研究センター

特任教授 / 博士（工学）

保城 秀樹氏

【講演者プロフィール】

1982年　クラレ入社　岡山工場産資開発部に入社配属
1991年　ドイツデュッセルドルフ事務所（現KEG）に8年間駐在　　　　　　　　　
2005年　繊維カンパニー　繊維素材企画開発部　部長就任
2013年　理事　繊維カンパニー　生産技術統括本部　本部長就任
202２年　クラレ退職後　同社の技術顧問

（大学・学会・協会関係）
国立大学法人　東北大学　未来科学技術共同研究センター　特任・客員教授
国立大学法人　福井大学　工学部　客員教授
国立大学法人　信州大学　繊維学部　特任教授
一般社団法人　日本繊維製品消費科学会　副会長
公益社団法人　日本技術士会　理事　＆　近畿本部　繊維部会長
一般社団法人　繊維評価技術協会　副会長
化学繊維協会　技術部　理事　超臨界技術連絡会委員長　　

サステナテック株式会社　取締役副社長
保城技術士事務所　代表

【講演概要】

本プロセスサイエンスでは、SDGｓ、パワーエレクトロニクス、ポスト５G、ヘルスケア等の商品展開において、具体的な目標を持った企業が中心となって、個別のコンソーシアムを形成し、川上ー川中ー川下の企業群で必要となる要素技術を本プロジェクトを通じて課題の明確化、情報共有、シュミレ－ション、材料開発を行う仕組みを作っています。