早稲田大学「各務記念材料技術研究所」は、実業界の重鎮であった各務幸一郎・良幸父子の寄付により、昭和13年10月21日に、我が国最初の私立大学における理工系研究所として開設されました。開設当時の名称は「鋳物研究所」であり、鋳造、鍛造、溶接、表面処理などの金属加工を中心に、世界でも珍しい鋳物の研究所として、戦中、戦後、そして高度成長期を通して長い間にわたり、学会、業界に独自の地位を占めてまいりました。昭和63年、設立50周年を期に、研究所内で研究対象としている材料の広がりを受け、「各務記念材料技術研究所」へと改称し現在に至っています。
この間に本研究所には従来までの研究に加えて、構造材料・プロセス、機能性材料、材料物性、材料の設計・評価など物質・材料を研究の対象とする研究員が新たに参加し、研究・教育活動は質・量ともに厚みを増してまいりました。公的研究資金や受託研究等による外部資金が活発に導入され、15名の流動研究員に加えて多数の兼任研究員また客員研究員が招聘され、それらに基づく研究プロジェクトが展開されております。
各務記念材料技術研究所（以下、「材料技術研究所」と省略）はこれまで①幅広い材料の基盤技術に関する先導的な学術的研究拠点としての役割②多数の先端的な分析装置や試料作製装置の保有と、多数のスタッフによる管理・共同利用の運営③幅広い材料分野の研究者・技術者との情報・ノウハウの共有とネットワークの構築という特徴を持った研究所として活動してきました。本研究所ではこれら技術の集積を生かし、国連SDGsやSociety 5.0でも謳われているような、環境およびエネルギーに係わる様々な地球規模の問題に対し、明るい展望を開くべく材料基盤技術の立場から人類・社会に貢献したいと決意し、文部科学省 共同利用・共同研究拠点を申請、2018年4月に「環境整合材料基盤技術共同研究拠点」として認定を受けました。
「環境整合材料基盤技術共同研究拠点」の新たな展開として、
(a) 環境に優しい構造材料・機能性材料の基盤技術およびその材料物性の学理を確立し、革新的な環境整合材料の創製・社会実装を目指す。
(b) 様々な材料分野の研究者に対して、環境整合材料の研究テーマの基に共同研究・共同利用を推進し、その中で材料技術研究所の設備・装置、およびそれらの操作のノウハウを提供することによって、我が国における材料創製と評価に関する基盤技術の発展に大きく寄与する。
(c) 様々な材料分野の研究者に対して、環境整合材料の観点から学術的な交流の場を提供し、材料技術に関する異分野融合を積極的に推進する。
ことが、本拠点の大きな目的です。
本共同研究拠点で実施される環境整合材料の研究は、「長寿命」「リサイクル」「省エネルギー」の3つの方向性に基づいて行います。具体的な研究テーマの例は、以下の通りです。
これら研究テーマが縦糸であるのに対して、横糸としての研究グループとして
を設置し、それぞれの研究手法を用いて各テーマを研究します。さらに、環境整合材料全般についての解析、評価を行い、長寿命、リサイクル、省エネルギーそれぞれの評価度因子の確立を目指すためのグループとして
4. 「環境整合材料の設計・評価」グループを設置します。
各グループの研究員が公募に基づく共同研究を受入れることによって、研究テーマを縦糸とした異分野間の融合（横糸）によるシナジー効果を積極的に推進します。これにより、環境に整合した構造材料と機能性材料の基盤技術、および材料物性科学の学理を確立し、革新的な環境整合材料の創製・社会実装を目指します。
本共同研究拠点において、環境整合材料を研究する幅広い材料研究コミュニティに対して、その重要課題について材料技術研究所の研究員との共同研究を行うとともに、材料技術研究所の設備装置の共同利用を提供することによって、コミュニティへの多大な寄与が期待できます。実際に、数多くの学協会から、材料技術研究所が共同利用・共同研究拠点となることへの大きな期待が寄せられており、そうした期待に応えることは材料技術研究所としての使命であると考えています。
材料技術研究所が環境整合材料研究における開かれた共同利用・共同研究の拠点となり、研究所内に設置されている設備・装置を広く共同利用に提供し、さらに幅広いコミュニティに所属する研究者間の学術的・技術的な交流を活性化させることによって、異なる材料分野の研究者間の学術的および技術的な交流が生まれることが期待できます。その中で、異なる材料分野で蓄積された情報・ノウハウの共有化を通した学術的な融合が生じ、新規研究分野の創出に繋がるという好循環によって、環境整合材料基盤技術に本質的な貢献ができると考えています。こうした中で、環境整合材料研究のナショナルセンター・ハブとしての役割を果たすのが、本共同研究拠点の最終的な目標です。
持続的かつ発展的な社会の構築のための安全・安心な社会基盤材料の創製およびその基盤技術の確立に向けて、我が国は主導権を握り、世界を先導していく必要があります。これを担う若手研究者の育成は、我々に与えられた最も重要な使命の一つです。本共同利用・共同研究拠点において若手研究者は、材料技術研究所に設置された共同利用の設備・装置を、技術スタッフの的確なサポートのもとに利用することによって実験技術の向上を図ることができるとともに、ZAIKENフェスタ等を通じての異分野間の研究者との交流の場を得ることができます。こうした活動を通じて、若手研究者が成長する場となるのが、本共同研究拠点の大きな役割であると考えています。
研究員（順不同）
川田宏之、吉田誠、鈴木進補、大木義路、山﨑淳司、細井厚志
「環境整合構造材料・プロセス」グループは、航空機、自動車、発電機等の省エネルギー化を実現するための材料開発および関係する材料プロセス技術の発展に寄与することを目指す。材料技術研究所での長い歴史を持つ構造材料の開発や，溶解，凝固をはじめとする材料プロセス技術を最大限に活用し発展させるとともに，複合材料，高機能材料に関する基盤技術を構築する。「環境整合材料の設計・評価」グループとの連携による構造評価も推進していく。
メンバーの具体的研究内容は以下の通りであり、これを起点とした共同研究を推進する。
研究員（順不同）
菅原 義之、小林 正和、黒田 一幸、下嶋 敦、門間 聰之、本間 敬之、所 千晴、山口 勉功、和田 宏明
「環境整合機能性材料」グループは、環境に優しい機能性材料の創製と評価に関する基盤技術の発展に大きく寄与するため、材料技術研究所の設備・装置ならびにノウハウを活用した、革新的な環境整合機能性材料の創製を目指す。具体的には、国内外の環境整合機能性材料に関する研究者との共同研究を推進することにより、拠点内に環境整合機能性材料の合成とキャラクタリゼーション技術に関する基盤技術を蓄積する。また、合成プロセスの効率化・単純化では「環境整合構造材料・プロセス」グループと、材料の物性評価では「環境整合材料物性」グループと、構造評価では「環境整合材料の設計・評価」グループと連携する。
以下の３つの材料を重点的に開発していくが、周辺領域や新規開拓分野の材料への展開も想定する。
長寿命材料：無機フィラーを導入した長寿命ハイブリッド材料、自己修復機能材料
リサイクルのための分離材料：制御されたナノ空間を有する分離・吸着材料、有害元素の選択的浄化を可能とする分離材料、希土類元素、白金族金属等の有用元素の分離材料
省エネルギー材料：電気化学蓄電材料、太陽電池材料、高機能性熱電変換材料
メンバーの具体的研究内容は以下の通りであり、これを起点とした共同研究を推進する。
研究員
勝藤 拓郎、川原田 洋、多辺 由佳、柳谷 隆彦、小山 泰正、溝川 貴司、平田 秋彦
環境整合材料技術においては、無機材料を中心とした結晶材料が重要な役割を果たす。これは、分子などの１つ１つの特性を超えて、原子や分子が集団として形成するバンド構造などが電気的・磁気的・熱的振舞を支配するためである。このような多体効果は、電子相関が強い系ではより重要になり、結晶ではなく液晶においても分子が協奏的に振る舞う現象が知られている。このような材料を実際に環境整合材料として実用化していくためには、①結晶成長等の材料の創製 ②環境整合を念頭においた素子・デバイスの作製 ③最先端手法を用いたキャラクタリゼーションと物性測定、といった一連の研究をシームレスに行うことが重要になる。
環境整合材料物性グループは、主に物理的な手法を用いて、環境整合材料に関する研究を行っている。勝藤は、熱電材料を中心に、無機材料合成と、電気輸送特性、熱電特性や光学的手法を用いた物性測定を行っている。川原田は低炭素化、省エネルギーを志向したパワーエレクトロニクス材料と素子の開発、特にダイヤモンドとカーボンナノチューブの研究を行っている。多辺は液晶材料を用いて、熱流や気体の流れを回転運動に変換する疑似的な生体分子モーターの作製を目指している。柳谷は圧電薄膜の作製と素子応用への展開を行っており、特に電波からエネルギーを取り出す音響共振子の開発を行っている。小山は電子顕微鏡による無機材料の評価を行っており、特に結晶中の相競合、不整合構造、ディスコメンシュレーションについて、材料の劣化との観点も含めて研究を行っている。溝川は光電子分光やⅩ線分光などの高エネルギー分光技術を用いて、電池材料や熱電材料、光触媒材料に関する電子状態の研究を行っている。
本グループでは、特に「省エネルギー」と「長寿命」の観点から環境整合材料基盤技術に関する共同研究を展開する。具体的には、熱電材料の物質開発における試料合成と測定、局所プローブを用いた材料特性の研究、キラル液晶を用いた熱流-回転変換技術の開発、電子顕微鏡を用いた新規環境整合材料の評価、遷移金属酸化物をベースにする２次電池電極材料の電子構造評価、遷移金属酸化物による強相関光触媒の研究などの共同研究の応募を積極的に受け入れ、個々の研究室のポテンシャルを超えて研究体制を強化する。共同研究に際しては、材研の共同利用装置に加えて、研究員が個別に保有する装置の一部（メスバウアー装置、Ⅹ線ラウエ装置、結晶切断装置）を共同研究や共同利用に提供する。さらに環境整合構造材料・プロセスグループ、環境整合機能性材料グループとも緊密に連携をとり、有機的な研究体制を築く。
研究員（順不同）
小山 泰正、山﨑 淳司、伊藤 公久、山本 知之、古川 行夫、国吉ニルソン、平田 秋彦
環境整合材料全般についての解析、評価を行い、長寿命、リサイクル、省エネルギーそれぞれの環境整合評価・診断因子の確立、環境整合材料の計算機による設計と材料インフォマティクス、各種環境整合材料の解析・評価システムの確立を目指す。
メンバーの具体的な研究内容は以下の通りであり、これらを起点とした評価・診断因子の確立を目指す。
On October 21, 1938, Kagami Memorial Research Institute for Materials Science and Technology was established as the Casting Research Laboratory—the first laboratory attached to private universities in Japan—by a donation from the prominent business leader, Koichiro Kagami and his son, Yoshiyuki. Until 1980s, the laboratory played an important role both in academic and industrial circles as a unique institute focusing on metal processing such as casting, forging, welding and surface treatment. However, the laboratory had expanded its research field to cover a wider range of materials and in 1988, on the 50th anniversary of its founding, the Casting Research Laboratory was renamed Kagami Memorial Research Institute for Materials Science and Technology (ZAIKEN, which is the abbreviation of its Japanese name).
Since then, researchers studying structural materials and processes, functional materials, material properties, and material design and evaluation have joined ZAIKEN and have enhanced the quality and quantity of the research. Based on the research funding from outside the university, many professors and researchers are conducting various research projects.
ZAIKEN has been (1) acting as a leading academic research hub for fundamental technologies on a wide range of materials; (2) managing a joint use of the equipment for cutting-edge analysis and sample preparation and (3) sharing information and know-how with researchers and engineers in a wide range of material fields and constructing networks. Recently, a variety of global-scale environmental and energy problems have emerged, and solving these problems are advocated in the United Nations’ Sustainable Development Goals and the Society 5.0 framework of the Japanese government. We believed that ZAIKEN can substantially contribute to solving these problems through fundamental materials technology, and accordingly, ZAIKEN applied to the program of “Joint Usage/Research Center” by MEXT, Japan, and was accepted and started in April 2018 the “Joint Research Center for Environmentally Conscious Technologies in Materials and Science”.
The objectives of the Joint Research Center for Environmentally Conscious Technologies in Materials and Science are:
(a) to develop fundamental technology for environmentally conscious materials, to establish scientific principles of environmentally conscious materials, to create innovative environmentally conscious materials, and to incorporate them into society;
(b) to promote joint research and joint use for researchers in a variety of research fields and to contribute to the development of the material technologies in Japan by providing them with facilities, equipment, and know-how at ZAIKEN.
(c) to provide researchers in a variety of research fields with academic interaction with other researchers and to promote the fusion of different fields of material technologies.
Research on environmentally conscious materials at this joint research center is conducted based on three themes: “long product life”, “recycling”, and “energy saving”.
Specific research projects are as follows:
With these research themes as “warp threads”, the following research groups were formed as “weft threads”:
To promote synergy effects and fusion of different fields (weft threads) based on the research themes (warp threads), researchers in each group accept joint research upon application. This will lead to the development of fundamental technology for environmentally conscious materials, the establishment of principles in material science, and the creation of innovative environmentally conscious materials and their incorporation into society.
Researchers (in random order)
Hiroyuki Kawada
Makoto Yoshida
Shinsuke Suzuki
Yoshimichi Ohki
Atsushi Yamazaki
Atsushi Hosoi
The Environmentally Conscious Structural Materials and Process Group aims to study and develop the materials to save energy in airplanes, automobiles and power generators, and to progress those associated materials’ processing technology.
One of this group is studying to optimize the materials processing technology of some engineering materials, such as melting and solidification, which has a long history at the Research Institute and developing the eco-manufacturing process design and refinement of building materials for construction.
Another group is studying the deformation and the strength of advanced composite materials and the dielectric property evaluation of polymer nanocomposites,
The group collaborates with the Environmentally Conscious Materials Design and Evaluation Group to promote structural evaluation.
Researchers (in random order)
Yoshiyuki Sugahara
Masakazu Kobayashi
Kazuyuki Kuroda
Atsushi Shimojima
Toshiyuki Momma
Takayuki Homma
Chiharu Tokoro
Katsunori Yamaguchi
Hiroaki Wada
The environmentally Conscious Functional Materials Group aims to create innovative environmentally conscious functional materials to contribute development of fundamental technology for the creation and evaluation of environmentally friendly functional materials using facilities, equipments, and know-how of the Research Institute. The group accumulates fundamental technologies for the preparation of environmentally conscious functional materials and their characterization technology by executing joint studies with researchers of environmentally conscious functional materials within and outside Japan. The group collaborates with the Environmentally Conscious Structural Materials and Process Group for efficiency and simplification of the preparation process, the Environmentally Conscious Material Properties Group for evaluation of material properties and the Environmentally Conscious Materials Design and Evaluation Group for structural evaluation.
The group focuses on the development of the following three types of materials, but also plans to extend the target materials to those in related and newly developing fields.
Long product-life materials: long-life hybrid materials incorporating inorganic fillers and self-healing materials.
Separation materials for recycling: adsorption and separation materials with controlled nano-space; separation materials capable of selective purification of harmful elements; and separation materials for useful elements such as rare-earth elements and platinum group metals.
Energy saving materials: electrochemical storage materials, solar cell materials, and high-performance thermoelectric conversion materials.
The following are the respective research focuses of the group members, on the basis of which collaborative studies are promoted:
Researchers:
Takuro Katsufuji
Hiroshi Kawarada
Yuka Tabe
Takahiko Yanagitani
Yasumasa Koyama
Takashi Mizokawa
Akihiko Hirata
Crystalline materials occupy an important place in materials technology, in which the band structure arising from a regular array of atoms or molecules dominates their electrical, magnetic, and thermal properties. In some materials, many-body effects and cooperative phenomena caused by strong electron correlation significantly affect the properties of materials. Furthermore, cooperative phenomena are observed not only in crystals but also in liquid crystals with no spatial order. To put such materials into practical use as environmentally conscious materials, it is important to seamlessly pursue the following studies: (1) material synthesis and crystal growth, (2) fabrication of devices with environmental consciousness, and (3) characterization and measurement of the physical properties.
The Environmentally Conscious Material Properties Group conducts research on various materials mainly by physical approach. Katsufuji synthesizes various inorganic materials for thermoelectric devices and measures their transport, thermoelectric and optical properties. Kawarada develops materials for power electronic devices, diamonds and carbon nanotubes, toward low-carbon and energy-saving society. Tabe studies liquid crystals for the device application of like quasi-biomolecular motors which convert heat or gas flows into rotational motion. Yanagitani fabricates piezoelectric thin films and develops acoustic resonators to extract energy from radio waves. Koyama investigates inorganic materials using electron microscopy and studies phase transitions and incommensurate and discommensurate structures in crystals. Mizokawa conducts research on the electronic structure of battery materials, thermoelectric materials, and photocatalysts using high energy spectroscopy such as photoemission and X-ray spectroscopy.
The group develops joint research on environmentally conscious technologies in materials science, particularly from the viewpoints of “energy saving” and “long product life”. The group welcomes applications for joint research, such as synthesis and measurement of thermoelectric materials, measurement of material properties using local probes, development of conversion technology from heat flow to rotation using chiral liquid crystals, evaluation of new environmentally conscious materials by electron microscopy, evaluation of the electronic structure of transition-metal oxides for secondary battery electrode, and research on transition-metal oxides as new strongly correlated photocatalysts. In addition to shared-use equipment at ZAIKEN, equipment owned by individual researchers (Mössbauer spectroscopy, X-ray Laue system, and crystal cutting apparatus) is provided for joint research and joint use.
Researchers (in random order)
Yasumasa Koyama
Atsushi Yamazaki
Kimihisa Ito
Tomoyuki Yamamoto
Yukio Furukawa
Nilson Kunioshi
Akihiko Hirata
The Environmentally Conscious Materials Design and Evaluation Group analyzes and evaluates overall environmentally conscious materials, aiming to establish evaluation and diagnostic factors for environmental consciousness in the areas of long product life, recycling, and energy saving; design environmentally conscious materials using computer technology; employ materials informatics; and establish analysis and evaluation systems for a variety of environmentally conscious materials.
The following are the respective research focuses of the group members, on the basis of which collaborative studies are promoted:
早稲田大学オフィシャルサイト（https://www.waseda.jp/fsci/zaiken/）は、以下のWebブラウザでご覧いただくことを推奨いたします。
推奨環境以外でのご利用や、推奨環境であっても設定によっては、ご利用できない場合や正しく表示されない場合がございます。より快適にご利用いただくため、お使いのブラウザを最新版に更新してご覧ください。
このままご覧いただく方は、「このまま進む」ボタンをクリックし、次ページに進んでください。
対応ブラウザについて
Google Chrome
Windowsバージョン38 以上
Macintoshバージョン38 以上
Webサイト
Fire Fox
Windowsバージョン33 以上
Macintoshバージョン33 以上
Webサイト
Safari
Windowsバージョン38 以上
Macintoshバージョン38 以上
Webサイト
Internet Explorler
Windowsバージョン10 以上
Webサイト
