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戦略目標 |
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| １．名称 | ||
| 環境負荷を最大限に低減する環境保全・エネルギー高度利用の実現のためのナノ材料・システムの創製 | ||
| ２．具体的な達成目標 | ||
| 原子・分子レベルで物質の組織・構造の制御等を行い、機能触媒及び循環可能な新材料等の環境保全材料並びに、高効率エネルギー変換システム等のエネルギー利用高度化材料の開発を目指す。この際、原子・分子レベルでの組織・構造の制御から求める材料開発までを総合的に推進する。 このため、2010年代に実用化・産業化を図るべく、以下のような成果等を目指す。 |
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| ・ | 太陽電池、熱電変換素子、超伝導電力貯蔵・超長距離送電、燃料電池、水素貯蔵用材料のナノ組織制御による画期的な高性能化 | |
| ・ | 環境に余分な負荷を与えず、資源を無駄なく利用し、エネルギー効率を極限まで高めた、高速・高効率・高選択的物質変換プロセスと循環型エネルギーシステムを実現するためのナノ構造制御触媒の設計指針の確立及び調製技術の開発 | |
| ・ | ナノスケールオーダーの口径の微小な空間を持つ物質の微細構造を制御した、新たな触媒、分離膜、物質担体、光デバイス、電子デバイス等の創製 | |
| ・ | 熱効率70％を可能とする超高効率ガスタービン材、片手でも持ち上がる自動車ボディー材、その他金属・セラミックス・高分子及びカーボンナノチューブ等の新素材を複合した新機能を持つコンポジット材料の開発 | |
| ・ | 高機能・多機能化のためのナノ組織の設計の実現及び、地球温暖化防止・省エネルギーなどの環境材料、高度情報通信社会実現のための磁性材料等の革新的な金属材料の創製 | |
| ３．目標設定の背景及び社会経済上の要請 | ||
| 経済のグローバル化と国際競争の激化等に伴う産業競争力の低下、雇用創出力の停滞といった現下の経済社会の課題を科学技術、産業技術の革新により克服し、我が国の産業競争力を強化し、経済社会の発展の礎を着実に築くことが不可欠である。このような革新的な科学技術、産業技術の発展の鍵を握るものとして、ナノレベルで制御された物質創製、観測・評価等の技術であるナノテクノロジーが、近年急速に注目されている。 具体的には、多機能、多段階に機能する触媒、エネルギー貯蔵・変換効率の飛躍的に向上した材料開発等が特に求められる。 また、これらの実用化・産業化の目標を達成するためには、ナノレベルでの計測・評価、加工、数値解析・シミュレーションなどの基盤技術開発や、革新的な物性、機能を有する新物質創製への取組みが必須である。 なお、総合科学技術会議分野別推進戦略（平成13年9月）においても、環境・エネルギー分野においては、国家的・社会的課題の克服のため、「環境保全・エネルギー利用高度化材料」が5つの重点領域の1つとして位置づけられているところである。 |
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| ４．目標設定の科学的裏付け | ||
| 将来の我が国経済社会の持続的な発展のため、リデュース、リユース、リサイクルを実現し、かつ廃棄物の適正処分や自然循環機能の活用等を図ることにより、天然資源の消費が抑制され、環境負荷が可能な限り低減される循環型社会の構築を図ることが必要である。物質・材料技術は、このような資源循環型技術の中でも主要な役割を担う技術の1つである。 また、エネルギー分野においても、エネルギーインフラを高度化していくために必要な研究開発として、燃料電池、太陽光発電のためのエネルギー変換材料、エネルギー機器・インフラ等各種材料の開発が求められているところである。 産業界においてもその取り組みの強化が図られている環境保全・エネルギー利用高度化材料については、既存の材料分野を越えた多機能・多段階に機能する触媒等の環境保全材料、革新的にエネルギー変換効率を向上させた燃料電池材料等のエネルギー利用高度化材料をはじめとした各種のナノ構造制御材料開発により積極的な取り組みを行うことが必要不可欠。 具体的には、 |
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| ・ | エネルギー貯蔵・変換材料については、既に、太陽電池、2次電池、水素吸蔵材料等様々な材料や製品が作られているが、エネルギー変換効率が未だ不十分であることから、ナノ組織制御材料により効率向上を目指すことが必要である。 | |
| ・ | 高効率生産、環境浄化、エネルギー変換用などの触媒は現在までにおいても、多大な進化を遂げてきているが、ナノ構造を完全に制御した触媒により、必要な機能を単一の触媒上に付与する技術開発、多段階の合成プロセスについて、次々に機能する触媒開発、光機能触媒開発等への取り組みが求められている。 | |
| ・ | 複合剤の研究は、金属系、セラミックス系、高分子系等既に様々な分野で進められているが、製造コスト、特性劣化の問題等により、製品としては、スポーツ用材料といった比較的小型の製品に限られている。発電用ガスタービン等、大型構造部材への応用のためにナノ複合化が急務である。 | |
| ５．重点研究期間 | ||
| ナノテクノロジー分野については、競争が激しく多くの研究領域を推進する必要があるため初年度のみの公募とし、次年度以降には新たに同じ研究領域での公募は行わない。1研究課題は概ね5年の研究を実施する。（なお、優れた研究成果をあげている研究課題については、厳正な評価を実施した上で、研究期間の延長を可能とする。） （以下、平成15年度に追加） 基本的には、初年度（平成14年度）のみの公募としていたが、特に緊急性の高い研究課題については、限定的に2年度目についても少数の課題に限り公募する。 （以下、平成16年度に追加） 研究課題の公募は平成14、15年度のみとしていたが、ナノ構造材料・ナノデバイスにおける新しい機能・プロセスを実現するためのナノモデル化・シミュレーション技術に開発を目指す研究課題を平成16年度に公募することとし、同様に重要課題は以後公募できる。 |
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| 研究領域 | 研究総括 |
| 「環境保全のためのナノ構造制御触媒と新材料の創製」 | 御園生 誠 （（独）製品評価技術基盤機構 理事長） |
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この研究領域は、ナノオーダーで構造・組織等を制御することにより、これまでになく高効率・高選択的にかつ環境負荷を低く化学物質等を合成あるいは処理することが可能な新触媒・新材料・システム、環境負荷の低い新材料等を創製し、環境改善・環境保全に資する研究を対象とします。 □魚住 泰広 （自然科学研究機構分子科学研究所ナノ触媒・錯体触媒研究部門 教授） □奥原 敏夫 （北海道大学大学院地球環境科学研究院 教授） □黒田 一幸 （早稲田大学理工学術院 教授） □辰巳 敬 （東京工業大学資源化学研究所 教授） □田 旺帝 （北海道大学触媒化学研究センター 助教授） □辻 康之 （北海道大学触媒化学研究センター 教授） □寺岡 靖剛 （九州大学大学院総合理工学研究院 教授） □持田 勲 （九州大学産学連携センター 特任教授） □八嶋 建明 （宮崎大学フロンティア科学実験総合センター 特任客員研究員） □山元 公寿 （慶應義塾大学理工学部 教授） □中村 振一郎 （（株）三菱化学科学技術研究センター 計算科学研究所所長） |
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| 研究領域 | 研究総括 |
| 「エネルギーの高度利用に向けたナノ構造材料・システムの創製」 | 藤嶋 昭 （（財）神奈川科学技術アカデミー 理事長／東京大学 名誉教授） |
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この研究領域は、ナノテクノロジーを活用した高効率のエネルギー変換･貯蔵技術、環境調和型の省エネルギー･新エネルギー技術を創製し、環境改善･環境保全に資する研究、および、ナノオーダーで構造･組織等を制御することにより、省エネルギーを達成し、エネルギーの高度利用に資するこれまでにない高度な物性を有する機能材料・構造材料･システム等を創製する研究等を対象とするものです。 □金村 聖志 （首都大学東京大学院工学研究科 教授） □木島 剛 （宮崎大学工学部 教授） □工藤 昭彦 （東京理科大学理学部 教授） □鯉沼 秀臣 （東京大学新領域創成科学研究科 客員教授） □河本 邦仁 （名古屋大学大学院工学研究科 教授） □佐々木 高義 （独立行政法人物質・材料研究機構 ディレクター） □中戸 義禮 （大阪大学大学院基礎工学研究科 教授） □松本 要 （京都大学 助教授） □山木 準一 （九州大学先導物質化学研究所 教授） □池庄司 民夫 （産業技術総合研究所 計算科学研究部門長） |
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