１．研究領域の概要

　本研究領域は、将来の持続可能社会および高度情報化社会・産業に革新をもたらすデバイスや新材料の実現に資するために、熱輸送の指向性制御やスイッチングとそれを可能にする原理解明、さらにその理解を支援する計算手法あるいは熱輸送のスペクトル計測等の基盤技術の創出を目指します。
　具体的には、フォノン、分子振動、電子、フォトン（電磁波）、さらにスピンなどの熱を輸送する機構にまで立ち返り、従来の巨視的な熱輸送の概念に、新たに特徴と機能を付与する画期的な研究を推進します。例えば、これらの熱輸送機構について周波数や波長ごとの成分に分解し、成分ごとの輸送指向性付与、遮断を含むオンオフ制御、特定の周波数成分によるエネルギー変換などが想定されます。それによって、熱輸送の本質的な理解と制御に寄与する基盤技術、ならびにそれに関するスペクトル学理の構築を目指します。
　本研究領域では、機械系、物理系、材料系に加え、化学系、生物系、情報系、数理系など、幅広い専門分野の研究を推進し、異なる分野の科学的知識を融合した総合的な取り組みを奨励します。そして、熱の輸送を自在に操るなどといった新たなサイエンスを切り拓く挑戦的・独創的な研究を推進します。

２．事後評価の概要

２－１．評価の目的、方法、評価項目及び基準

「戦略的創造研究推進事業(社会技術研究開発及び先端的低炭素化開発を除く。)の実施に関する規則」における「第4章　事業の評価」の規定内容に沿って実施した。

２－２．評価対象研究代表者及び研究課題

2018年度採択研究課題

（１）岡部 弘基（東京大学 大学院薬学系研究科　助教）
生細胞内熱計測による温度シグナリング機構の解明

（２）岡本 範彦（東北大学 金属材料研究所　准教授）
電気化学的インターカレーション反応を利用した熱スイッチングデバイスの創出

（３）金子 哲（東京工業大学 理学院　助教）
分子素子実現に向けた単分子温度計測

（４）吉川 純（物質・材料研究機構 先端材料解析研究拠点　主任研究員）
ナノスケール・フォノン輸送の電子顕微分光

（５）鈴木 健仁（東京農工大学 大学院工学研究院　准教授）
極限屈折率材料の深化と熱輻射アクティブ制御デバイスの開拓

（６）高橋 英幸（神戸大学 分子フォトサイエンス研究センター　助教）
高周波電子スピン共鳴によるマグノン熱伝導の制御

（７）寺門 信明（東北大学 大学院工学研究科　助教）
スピン熱伝導を利用した熱伝導可変材料の創出

（８）原田 俊太（名古屋大学 未来材料・システム研究所　准教授）
自然超格子フォノニック結晶による室温熱輸送制御

（９）村上 陽一（東京工業大学 工学院　准教授）
共有結合性有機骨格の熱的モード究明と熱応用開拓

2017年度採択研究課題（コロナ延長課題）

（１）岡島 元（中央大学 理工学部　准教授）
ラマン温度イメージングによる分子選択的な熱分析

（２）澤田 敏樹（東京工業大学 物質理工学院　准教授）
生体高分子の階層的な集合化を利用したナノスケール熱動態の理解と機能制御

（３）矢吹 智英（九州工業大学 大学院工学研究院　准教授）
沸騰熱伝達特性スペクトルの計測・制御による新熱デバイス創出

２－３．事後評価会の実施時期（いずれもコロナ延長課題を含む）

2021年12月8日（水曜日）、9日（木曜日）　事後評価会開催
2022年3月　各研究者からの研究報告書に基づき研究総括による事後評価

２－４．評価者

研究総括

花村 克悟

東京工業大学工学院　教授

領域アドバイザー

粟野 祐二	慶應義塾大学 理工学部　特任教授
大野 恵美	（株）IHI 資源・エネルギー・環境事業領域　部長
木崎 幹士	トヨタ自動車（株） トヨタZEVファクトリーFC製品開発部 チーフプロフェッショナルエンジニア
小池 洋二	東北大学　名誉教授
中村 真一郎	DENSO International America, Inc. Silicon Valley Innovation Center　Senior Vice President
藤田 博之	東京都市大学 総合研究所　特任教授
船津 高志	東京大学 大学院薬学系研究科　教授
宗像 鉄雄	産業技術総合研究所 福島再生可能エネルギー研究所　所長
森 孝雄	物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点　グループリーダー
森川 淳子	東京工業大学 物質理工学院　教授
萬 伸一	理化学研究所 量子コンピュータ研究センター　副センター長

３．総括総評

　本研究領域は、熱輸送の指向性制御やスイッチングとそれを可能にする原理解明、さらにその理解を支援する計算手法あるいは熱輸送のスペクトル計測等の基盤技術の創出を目指している。そのため、機械系、物理系、材料系、化学系、生物系、情報系、数理系など、異なる分野の科学的知識を融合した総合的な取り組みを奨励している。
　前述の領域の方針のもと、2021年度に終了する第2期生並びにコロナウイルス感染拡大により研究期間を6ヶ月延長した第1期生については、機械系、物理系など主要な研究分野に加え、化学系、生物系など幅広い分野にわたり挑戦的な12課題を採択した。採択後は、領域会議や研究会などを通じて、異なる分野の研究者間において議論を行うなど、分野融合に向けた活発な活動を行った。また、各研究者は領域の趣旨をよく理解し、総括・アドバイザーのアドバイス、産業界との意見交換などを踏まえつつ、自身の従来の枠組み越えた研究にも挑戦し、それぞれ顕著な成果を上げた。
　例えば、吉川研究者は、電子顕微分光における空間、波数、エネルギーの3つの分解能をバランス良く世界最高レベルまで引き上げ、ヘテロ接合界面に局在する固有の振動モードの存在を示し、ナノサイズ直径の電子線プローブによって局所温度計測を実証するなど興味深い成果を得た。村上研究者は、世界で最も大きな共有結合性有機骨格(COF)の生成を突破口としてその熱物性値の緻密な測定、さらに複合材料や新種のCOFの創出にも展開し、今後の応用発展への足がかりを築いた。澤田研究者は、繊維状ウイルスの集合構造を制御することにより、非共有結合でも高い熱伝導率となること、また化学修飾によりその熱伝導率をさらに高くあるいは低くできることを、遺伝子改変と機械学習を導入して明らかにした。
　また、さきがけ「熱制御」領域内のみだけでなく、CREST「ナノスケール・サーマルマネージメント基盤技術の創出」領域と各イベントなど通して交流をすることで研究者間の連携等が起こり、新たな共同研究なども生まれた。 さらに、３人がさきがけ研究期間中に昇進しており、さきがけ研究を通じてそれぞれの研究分野において認知されるとともに、研究室を主宰するPIとしての能力も着実に成長している。
　今後、これらの研究者がさきがけで得られた研究基盤や人的ネットワークを活かして、更なる飛躍をとげることを期待している。

※所属・役職は研究終了時点のものです。