環境創成計画学講座Ecomaterial Design and Process Engineering環境創成機能素材分野Nature technology
テクノロジーがライフスタイルに
責任を持つ時代が始まった
Time has begun that Technology shall take responsible for a lifestyle ::: Although environmental consciousness of people is high where abundant eco-technologies are introduced to the market, a lifestyle is seriously concerned with structure of the accelerated environmental deterioration(eco-dilemma). It is not too much to say that, the time has com that technologies take responsible for the lifestyle.  What form of lifestyle we have to create?  A back casting method was traced based on the environmental restriction in 2030 and its latent conscious was extracted.  In addition, what is the technology necessary for the lifestyle?  Considering with nature of its perfect circulation with a minimum energy and the industrial revolution in England in 18th Century succeeded by breaking with nature, it is quite reasonable direction to look for its answer in nature, as a result, over 230 data were accumulated in the data base. In order to diffuse relationships between the lifestyle and the technology, we hold" Nature-Technology and Lifestyle Exhibition" at Ueno National Science Museum (October, 2010 ～ February, 2011) and their related four books were released. In concrete technology development, the synthesis of functional materials using elements of Clarke number, we have investigated using a wind turbine structure of a dragonfly wing. :::
研究概要
エコ・テクノロジーが大量に市場に投入され、生活者の環境意識が高いにもかかわらず、環境劣化が加速する(エコ・ジレンマ)構造には、ライフスタイルが大きく関係する。今、テクノロジーがライフスタイルに責任を持つ新しい時代を迎えていると言っても過言ではない。我々が創り上げなければならないライフスタイルとは、どのような「か・た・ち」なのか？ 2030年の環境制約を基盤にバックキャストの手法で描き、そこに潜在する意識の抽出を行った。また、そのライフスタイルに必要なテクノロジーはどのようなものなのか？完璧な循環をもつとも小さなエネルギーで駆動している自然、そして自然との決別で成功した18Cのイギリスでの産業革命を考えれば、自然の中にその解を求めることも妥当な方向と考え、作成を開始した「すごい自然テータベース」には230を超えるテータが蓄積された。また、ライフスタイルとテクノロジーの関わりを広く理解頂くため、上野国立科学博物館で「ネイチャーテクノロジーとライフスタイル展」を開催（2010年10月-2011年2月）、4冊の関連図書を出版した。また、具体的なテクノロジー開発では、クラーク数の高い元素を用いた機能性材料の合成、トンボの羽の構造を利用した風力発電機の検討を行っている。
ネイチャー・テクノロジー創出システム研究
環境制約下においても捨てられない消費財は何か、というライフスタイルにおける消費財の重要度の決定要因の検討を行い「ライフスタイル・ハザードマップ」を提案した。この研究から、厳しい環境制約下でもライフスタイルを大きく変えることは一般には容易ではないことが明らかとなった。また、地球１個分の制約下でのバックキャスティングによるライフスタイル・テザイン手法の開発を行い、低環境負荷なライフスタイルの性質と社会的受容性の関係に関する研究近い将来に構築されるべき持続可能な社会では、たとえば、クラーク数の高い元素(Si、Ca、O等)を用いた機能性材料の低環境負荷合成が必要となる。天然に存在する層状構造を有するケイ酸カルシウム水和物であるトバモライトは、イオン交換能を有しており、重金属の吸着材料として期待できる。トバモライトは、構造中にシリケート八員環(ナノ空岡)を具備しており、その内部にカルシウムイオンと水分子を内包する。このカルシウムイオンがイオン交換能に寄与していることから、ナノ空間に過剰のカルシウムイオンを存在させる高度制御を試みた。トバモライトの合成過程で、陰イオンであるリン酸イオンを添加することで、ナノ空間内にリン酸イオンを導入し、電荷補償により化学量論組成よりも多くのカルシウムイオンを封入させた。このようなリン酸イオン含有トバモライトは、その陽イオン交換能が高く、環境浄化材料としての応用などが期待できる。 (Fig.2)カタツムリの殻が持つ自浄効果の解その他の活動報道析により、光触媒を用いない新規セルフクリーニング材料の開発に取り組んでい・テレビ5回クエスタ（NHK）夢の扉（テレビ東京）などラジオ10回LOHAS TALK (J-WAVE)ふんわりの時間（東京FM)など雑誌13回人と地球を考えた新しいものつくり(科学技術交流ニュース) （科学技術交流財団）未来の原石たち（週刊朝日）未来の暮らしは自然がお手本（婦人之友）ネイチャー・テクノロジー （日経ビジネス）人気教授10人による特別講義（Pen）など新聞20回「ひと」自然をヒントにものつくりに取り組む東北大学教授(朝日新聞)自然に学び環境問題解決（読売新聞）新しいモノづくり・暮らし方を考える（日刊工業新聞） [懐かしい未来]探る(南海日々新聞)ものづくり生命文明と逆ビジョンで地球環境問題に挑む（日刊工業新聞）など
・国内外基調講演(学術) ６回
The Engineering Academy of Japan/Royal Academy of Engineering Symposium on Green Manufacturing and Eco¬ innovation、日本皮膚科学会総会など国内外合わせて6回の基調講演を行った。 ・環境教育・講演61回て描画し、国立科学博物館に展示させて頂いた。さらに、エコブロダクツを購入しても使用量が増加してしまうというエコジレンマ現象の原因を明らかにするために、この傾向を示すエコジレンマ析を行っている。（Fig.1） れたライフスタイル例
低環境負荷なものつくりによる新機能性材料の創製
を行った。成果の一部は、長さ５メートルのライフスタイル絵巻とし超低速（低いレイノルズ域）で滑空可能なトンボの持つ空力特性を風車のブレードに応用するこず、低風速で回転を開始し、強風圧に対しては風をうまく受け流すことの可能な小型風車を実現、さらに三角翼の概念を導入することで、微風でも回転する翼開発を進めている。 (Fig.4)環境教育Fig.5 子供たちの環境教育（NHKどうなる「仙台・宮城」サイエ地球の明日 林家太平さんと）ンス・ティ2010(東北大学さくらホール、仙台)、自然のすごさはどこにある？など、のベ2000人を超える子供たちと「自然のすごい探検隊」をテーマに、ネイチャーテクノロジーについて考えた。 (Fig.5)その他前田浩孝助教が第121回無機マテリアル学会学術講演会で講演奨励賞を、また、研究科研究奨励賞を受賞した。書籍今年度は4冊の書籍を上梓した。る。セルフクリーニング能力に対するカタツムリの殻の構造の影響を明らかにしつつある。例えば、滑落角の結果から、殻の構造は油よりも水に対し設計の新しい指針を検討している。とで、複雑な構造や機構を用い合わせて検討することにより、セルフクリーニング材料に対する材料て吸着力が高いことを見出し（Fig.3）、これと、表面科学的な影響との殻に接触している水滴Fig.3