経済産業省/NEDO
経済産業省/NEDO「異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト」

第５回ＢＥＡＮＳプロジェクトセミナー
ＢＥＡＮＳプロジェクトセミナー～BEANSが創出する新しいライフスタイルの実現を目指して～

Bio Electromechanical Autonomous Nano Systems
BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

人・生活・地球を豊かにするBEANS
人・生活・地球を豊かにするBEANSプロジェクト
プロジェクト－異分野融合によるプロセスイノベーションの創出－

BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

経済産業省/NEDO
経済産業省/NEDO「/NEDO「異分野融合型次世代デバイス異分野融合型次世代デバイス製造技術開発
デバイス製造技術開発プロジェクト製造技術開発プロジェクト」
プロジェクト」

BEANS プロジェクトの概要【背景】「環境・エネルギー」、「医療・福祉」、「安全・安心」分野で新しいライフスタイルを創出する革新的デバイスを創製することが急務。これまでの製造技術の概念・常識を打ち破った技術を創出することが肝要。

【目的】

本プロジェクトは、将来の革新的次世代デバイス（BEANSBEANS)の創出
BEANSに必要な異分野融合コンセプトに基づいた基盤的プロセス技術群を開発し、プラットフォームを確立する。

【期間】

平成20年度～24年度 （5年間）【予算】

平成20年度：11.5億円 平成21年度： 11.5億円
平成22年度： 8.0億円 平成23年度： 7.1億円
累計： 38.1億円（除く加速予算）【参画機関】

16企業、8大学、1独法、2団体 (平成23年度)

BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

BEANS プロジェクトの方針

融 合ＯＰＥＮ

拠点・技術を連携

技術・設備を共有

４つの先端研究拠点

異分野融合テーマの発掘＆加速
企業と学術研究とのマネジメント融合
企業のトップダウンマネジメント
先端研究のボトムアップ
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Pre‐competitive領域の技術情報集積
Pre‐competitive領域の技術情報集積
拠点内外の研究設備活用

研究成果を公開
成果のＯｎｅ Ｓｔｏｐ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ
異分野融合の知識DB
異分野融合の知識DBの構築の構築

若手人材の育成
若手のセンタ長への抜擢
拠点間の人材交流

BEANS プロジェクト 研究開発項目①－A「バイオ融合バイオ融合プロセス融合プロセス技術
プロセス技術の技術の開発」
開発」（1A）
1A）バイオ・ナノ界面融合
バイオ・ナノ界面融合プロセス
界面融合プロセス技術
プロセス技術（2A）
2A）バイオ高次構造形成
バイオ高次構造形成プロセス
高次構造形成プロセス技術
プロセス技術
①－B「有機材料融合プロセス
有機材料融合プロセス技術
プロセス技術の技術の開発」
開発」（1B）
1B）有機材料・ナノ有機材料・ナノ界面融合
・ナノ界面融合プロセス
界面融合プロセス技術
プロセス技術（2B）
2B）有機材料高次構造形成プロセス
有機材料高次構造形成プロセス技術
プロセス技術
②「3次元ナノ次元ナノ構造形成
ナノ構造形成プロセス
構造形成プロセス技術
プロセス技術の技術の開発」
開発」（1）超低損傷・超低損傷・高密度3
高密度3次元ナノ次元ナノ構造形成技術
ナノ構造形成技術（2）異種機能集積3
異種機能集積3次元ナノ次元ナノ構造形成技術
ナノ構造形成技術（3）宇宙適用3
宇宙適用3次元ナノ次元ナノ構造形成技術
ナノ構造形成技術

3テーマ（テーマ（宇宙適用、宇宙適用、G-デバイス、バイス、超臨界製膜）超臨界製膜）は終
了＆スピンアウト③「マイクロ・ナノ構造大面積マイクロ・ナノ構造大面積・構造大面積・連続製造プロセス
連続製造プロセス技術
プロセス技術の技術の開発」
開発」（1）非真空高品位ナノ
非真空高品位ナノ機能膜大面積形成
ナノ機能膜大面積形成プロセス
機能膜大面積形成プロセス技術
プロセス技術（2）繊維状基材連続微細加工・繊維状基材連続微細加工・集積化プロセス
集積化プロセス技術
プロセス技術④「異分野融合型次世代デバイス
異分野融合型次世代デバイス製造技術知識
デバイス製造技術知識データベースの製造技術知識データベースの整備データベースの整備」
整備」
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BEANS プロセスと想定デバイス
環境・エネルギー
環境・エネルギー

デバイス群
プロセス群
バイオ融合
プロセス

有機材料
融合プロセス

環境
ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ
デバイス

環境保全
デバイス

省エネルギ
デバイス

医療・医療・福祉
体内埋込
デバイス

創薬
ｽｸﾘｰﾆﾝｸﾞデバイス

安心・安心・安全・安全・快適
健康ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ
デバイス

安心・安全
雰囲気
快適性改善
見守り
伝送・再生
デバイス
センサ
デバイス

バイオ・ナノ界面融合
バイオ
高次構造形成有機・ナノ界面融合
有機
高次構造形成超低損傷
・高密度
選択的機能性

3次元ナノ構造修飾
ナノ構造
超臨界流体を用いた形成プロセス
高均一製膜

宇宙適用
3次元ナノ構造形成

異分野融合プロセスのプラットフォーム化で革新的デバイスを創出

マイクロ・
非真空高品位
ナノ構造 ナノ機能膜大面積形成
大面積・連続繊維状基材
製造プロセス 連続微細加工・集積化
ﾓﾃﾞﾘﾝｸﾞ
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ
BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011

2011/07/14

H23年度ＢＥＡＮＳプロジェクト研究推進体制
H23
年度ＢＥＡＮＳプロジェクト研究推進体制
プロジェクトリーダー：
プロジェクトリーダー： 遊佐 厚
サブプロジェクトリーダー：
サブプロジェクトリーダー： 藤田博之
Macro BEANSセンター
マイクロ･ナノ構造
マイクロ･ナノ構造
大面積･大面積･連続製造プロセス

Life BEANSセンター
バイオ融合
バイオ融合
プロセス

東京大学
BEANS研究所
BEANS研究所
本部
異分野融合
知識DB
知識DB整備整備
プロジェクト推進
研究支援

九州大学
Life BEANSセンター九州センター九州
有機材料融合プロセス
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産業技術総合研究所

東京大学
3D BEANSセンター
3次元ナノ構造形成ナノ構造形成プロセス

BEANS研究の人的資源（BEANS研究の人的資源（平成平成2323年度年度））
研究員配置

Macro BEANS
Center
22人

研究員構成

BEANS
本部
6人
Life BEANS
Center
15人

総研究員
70人

3D BEANS
Center18人

産総研研究者
12人
ポスドク，
研究組合雇用
研究者
9人

総研究員
70人

Life BEANS
Center九州
9人

研究テーマあたりの研究員：1～3名
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大学教職研究者
28人

企業出向
研究者
21人

世界初または最高水準
世界初または最高水準
バイオ・有機材料
融合プロセス技術★ 世界最小の40nm有機半導体ナノドット形成★ 24時間連続して脂質膜を形成する技術の確立★ 有機デバイスの電子移動度を2桁向上させるナノ構造と分子配向制御方法★ ミリメートルオーダの長さで決められた位置に胆管を形成する技術の確立★ 1日でミリメータオーダの厚さを持つ3次元ヘテロ組織形成技術の確立★ ナノマーキングによる結晶成長制御法の開発による高密度有機半導体ナノピラーの形成★ 埋め込み可能なセンサで、皮膚を通じて光計測可能な血糖値センサの実現★ナノポーラス材料で高い熱電変換効率指標（ZT＝1.8）を実現

次元ナノ構造形成成成成プロセス技術

3★ 反応性原子の中性粒子ビームを照射してエッチングを行った際の影響を明確化★ 超臨界CO2反応場による酸化膜製膜によるアスペクト比110のトレンチへの均一製膜★ 中性化アパーチャ中のイオンの中性化過程を時間発展第一原理シミュレーションを用いて解析★ 単一バクテリアを流路中にトラップして生体機能の解析に供する新規デバイスを作製★ 材料認識性ペプチドによる選択修飾法をリソグラフィ・エッチングにより形成した３次元形状に対して適用★ 中性粒子ビームを用いた深さミクロン単位のエッチングやサイドエッチングなしの垂直加工

マイクロ・
ナノ構造
大面積・・・・
連続製造
プロセス★ 均一性が高くサイズ制御可能かつ気体や液体を封入することが可能なセル状構造を連続的に作製★ 大気圧下の成膜で歪センサに適用可能なシリコン膜を形成することに成功★ 塗布技術を用いて、サブµmサイズのSi微粒子を含む分散液を塗布できることを実証★ nmオーダーの機能性薄膜およびその多層構造を連続形成するプロセスを開発★ 繊維状基材の表面に，インプリント手法を用いてパターンを形成するプロセス★ メートル級サイズを有する世界最大級のフレキシブルタッチセンサシートの試作

BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

BEANS外部BEANS
外部発表＆発表＆BEANS
BEANS特許
特許

BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

プロジェクト活動の中間総括
1) プロジェクト全テーマが前期の中間目標を達成したので、後期は出口イメー
ジをより鮮明とした研究テーマ再構築と想定デバイスによる実証ステップへ移行
2) 実用化促進にむけて、３D BEANSの超臨界製膜技術、同じく宇宙適用マイクロナノの2テーマは前倒しで目標を達成し、研究を終了した。
3) Transducers, MEMS,センサシンポをはじめとする国内外のMEMS主要会
議に多数採択されるなどBEANSプロジェクトの成果を普及させた。

論文 ４１件、

学会発表

２４９件

4)BEANSプロジェクトセミナー、ホームページ、ブログ、広報発表等でBEANSプロジェクトの広報普及を行い、ＴＶ、雑誌（日経マイクロデバイス等）等で広く取り上げられた。

セミナー・講演会 ５０件、刊行物・雑誌等 ２３件、マスメディア ６３件
5) 特許庁・ＩＭＰＩＴの知財プロデューサ派遣先に採択、通算２９回の知財審査会を開催して８４（４）件の特許出願を完了した。また、BEANS知財の一括管理の取組みが外部から評価された。
BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

BEANSプロジェクトの成果展開の方針
BEANS
プロジェクトの成果展開の方針• H22年度中間評価結果を基に、デバイス実証研究に資源を重点的に投入し、BEANSプロセスの実証を加速する• 基盤技術研究は継続して取組み、成果を実用化研究に利用する

H20

H23

H25

BEANSプロジェクト
BEANSプロジェクト

プロセス要素プロセス要素研究
要素研究

デバイス実証デバイス実証研究
基盤技術研究BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

H30

BEANSプロジェクト
BEANSプロジェクトの展開
実用化研究（製品・アプリケーション製品・アプリケーション）・アプリケーション）

成果展開事例１
人

体内環境を体内環境を測る・造る・造るデバイス★代謝物抽出デバイス
代謝物抽出デバイス （Life BEANSセンターBEANSセンター）センター）
薬の副作用の副作用の長期間連続計測や長期間連続計測や個人に個人に合ったテーラーメイド新薬ったテーラーメイド新薬の新薬の開発を開発を可能とする
薬物動態計測システムにシステムに展開可能とする薬物動態計測とする薬物動態計測システム
H20

H23

H25

H30

BEANSプロジェクト
BEANSプロジェクト

プロセス要素プロセス要素研究
要素研究

BEANSプロジェクトのBEANSプロジェクトの展開
プロジェクトの展開
デバイス実証デバイス実証研究
実証研究

実用化研究
（製品・アプリケーション製品・アプリケーション）・アプリケーション）

基盤技術研究★代謝物
代謝物抽出
抽出デバイス
抽出デバイス
胆管構造内代謝物

3次元ゲル

胆管細胞培養培地
（血管側）

肝細胞

胆管（代謝物を含む）●細胞ビーズ組立法の確立●胆管構造内の代謝物抽出実証

BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14

薬物代謝物

細胞

★薬物動態計測
薬物動態計測システム
動態計測システム成果展開事例2
成果展開事例2
生活快適で快適で安全・安全・安心な安心な社会を社会を実現するデバイス
実現するデバイス★ナノ粒子配列ナノ粒子配列ガスセンサ
粒子配列ガスセンサ （3D3D-BEANSセンターBEANSセンター）センター）
1分子レベルで分子レベルで検知可能レベルで検知可能な検知可能な物質センサを物質センサを超小型化
センサを超小型化することで超小型化することで公共生活空間することで公共生活空間（病院、病院、空港、空港、駅など）など）を広くカバーできるセンサネットワークシステム
くカバーできるセンサネットワークシステムにセンサネットワークシステムに展開
H20

H23

H25

BEANSプロジェクト
BEANSプロジェクト

プロセス要素プロセス要素研究
要素研究
高アスペクトトレンチ(アスペクト10～30)
断面観察

H30

BEANSプロジェクトのBEANSプロジェクトの展開
プロジェクトの展開
デバイス実証デバイス実証研究
実証研究

実用化研究
（製品・アプリケーション製品・アプリケーション）・アプリケーション）

基盤技術研究★ナノ粒子
ナノ粒子配列
粒子配列ガスセンサ

T ime Node ID

21:22:30 201
21:25:13 53
21:40:20 125
21:41:40 16------------

Trench

ポリスチレン

グリーン化のためのセンサネットワーク
エネルギー消費の見える化
無線センサ端末無線センサ端末

無線センサ端末

無線センサ端末

Au electrode
高精度センサ知識ＩＣ

ZnO

SnO2 particle
gas sensor

酸化物ナノ微粒子修飾表面

●高アスペクトトレンチ内
微粒子配列法の確立●ガスセンサ機能の実証

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アンテナ
ＲＦＩＣ

キャパシタ
積層メモリ
ＡＳＩＣ

発電デバイス★センサネットワークシステム

成果展開事例3
成果展開事例3
地球 環境にやさしいエネルギーハーベスティングデバイス
環境にやさしいエネルギーハーベスティングデバイス★有機熱電変換デバイス
有機熱電変換デバイス （Life BEANS 九州センター九州センター)
センター)
有機ナノ
有機ナノ構造体
ナノ構造体と構造体と有機半導体で有機半導体で熱電デバイスをフイルム
熱電デバイスをフイルム状デバイスをフイルム状に形成し形成し、ルーフやウインドウに張やウインドウに張り付けて使用けて使用する
使用する自動車用する自動車用エネルギーシステム
自動車用エネルギーシステムにエネルギーシステムに展開
H20

H23

H25

BEANSプロジェクト
BEANSプロジェクト

BEANSプロジェクトのBEANSプロジェクトの展開
プロジェクトの展開
デバイス実証デバイス実証研究
実証研究

プロセス要素プロセス要素研究
要素研究

H30

基盤技術研究

実用化研究（製品・アプリケーション製品・アプリケーション）・アプリケーション）
太陽の熱（赤外線）と光（可視光）の両方から発電する太陽電池フィルム★有機熱電変換有機熱電変換デバイス
変換デバイスリアウィンドゥにも使えるシースルータイプ●ブロック共重合体 によるナノ構造形成法確立

振動を吸収し発電するMEMS
排熱を利用する熱電発電●ポーラス膜への熱電薄膜作製
技術確立●有機熱電変換
デバイス性能実証

BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14★自動車用エネルギーシステム

成果展開事例4
成果展開事例4
生活快適で快適で安全・安全・安心な安心な社会を社会を実現するデバイス
実現するデバイス★フレキシブルシートデバイス （Macro BEANS センター)
センター)
スペースを意識
スペースを意識することなく意識することなく壁することなく壁、窓、天井、天井、床等の床等の生活空間に生活空間に配置される
配置されるアンされるアン
ビエントデバイス（ビエントデバイス（太陽電池、太陽電池、ディスプレイ、ディスプレイ、環境センサ
環境センサ、センサ、触角センサ
触角センサ等センサ等）に展開
H20

H23

H25

BEANSプロジェクト
BEANSプロジェクト

H30

BEANSプロジェクトのBEANSプロジェクトの展開
プロジェクトの展開
デバイス実証デバイス実証研究
実証研究

プロセス要素プロセス要素研究
要素研究

基盤技術研究

実用化研究（製品・アプリケーション製品・アプリケーション）
・アプリケーション）★フレキシブルシートデバイス

帯状基材●精密ダイコーティングによる帯状基材への機能膜形成技術

電極層

発電層
導電性ポリマー

布状太陽電池シート
ディスプレイ
環境センサ等●製織による大面積化技術

ウイービングMEMS★アンビエントデバイス
BEANSプロジェクトセミナー＠マイクロナノ2011 2011/07/14