古原パネル
創発PO・創発アドバイザー一覧
創発PO： 古原 忠（東北大学 金属材料研究所 教授）
【専門分野】 金属組織学、鉄鋼材料学、相変態論
京都大学で修士課程修了後、カーネギーメロン大学大学院工学研究科博士課程修了。Ph.D（金属工学・材料科学）。京都大学にて助手、助教授を務めた後、2005年より東北大学 金属材料研究所 教授に就任。日本金属学会 副会長、日本熱処理技術協会 理事、日本鉄鋼協会 会長などを歴任。2020年4月から2023年3月まで、金属材料研究所 所長を務める。 構造用金属材料の組織と特性の制御を目的として、金属の相変態、析出、再結晶における微細組織形成の基礎的解明、熱処理による高強度化設計の原理確立、結晶界面などサブナノ領域の局所構造・組成制御などの研究を行う。日本金属学会 村上記念賞、谷川・ハリス賞、日本熱処理技術協会 学術功績賞「林賞」、日本鉄鋼協会 学術功績賞、PTM2022 Hillert-Cahn Award、文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）など多数の賞を受賞。
創発アドバイザー（五十音順）
- 植村 卓史
- 東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 教授
- 榎 学
- 東京工科大学 片柳研究所 教授
- 折茂 慎一
- 東北大学 材料科学高等研究所 所長
- 笠田 竜太
- 東北大学 金属材料研究所 教授
- 須藤 祐司
- 東北大学 大学院工学研究科 教授
- 多々見 純一
- 横浜国立大学 大学院環境情報研究院 教授
- 玉田 薫
- 九州大学 先導物質化学研究所 副学長・主幹教授
- 福岡 淳
- 北海道大学 触媒科学研究所 特任教授
- 細田 秀樹
- 東京科学大学 総合研究院 副研究院長・教授 / 未来産業技術研究所 所長
- 松永 克志
- 名古屋大学 大学院工学研究科 教授
- 宮内 雄平
- 京都大学 エネルギー理工学研究所 教授
- 村上 恭和
- 九州大学 大学院工学研究院 主幹教授
- 森 孝雄
- 物質・材料研究機構 ナノアーキテクトニクス材料研究センター 分野長
- 森田 一樹
- 東京大学 大学院工学系研究科 教授
- 湯浅 新治
- 産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域 上級首席研究員
創発研究者一覧（古原パネル）
2023年度採択
（古原パネル）
環境制御技術による表界面ナノ構造評価
金属ナノ粒子触媒は、有害ガスの無害化や化成品合成等に貢献する、産業的にもとりわけ重要な材料です。本研究では、最先端電子顕微鏡を用いつつ、従来の延長線にない反応環境と先端ナノ計測を組み合わせた新たな評価技術を開発します。反応ガスや温度を制御することで触媒反応環境を再現し、電子線照射や電圧印加により電子顕微鏡内で化学反応を直接操作することで、ナノ構造変化と機能発現の相関関係の解明を目指します。
（古原パネル）
無拡散せん断変態を利用したマルチインターフェイス制御による軽金属の超高強度・超機能化
持続可能な次世代社会の実現には、それらを支える部材の高機能化が必然で、その解決には材料レベルでの技術革新が不可欠です。本研究構想では、鉄鋼材料に技術革新をもたらした無拡散せん断変態をマグネシウムやアルミニウムという軽金属でも発現できる新しい合金設計と、せん断変態で導入された双晶界面や積層欠陥界面と結晶粒界や析出界面との関係やその最適化をする学理『マルチインターフェイス制御』の構築を目指します。
（古原パネル）
金属カルシウムの革新的製造・リサイクルプロセスの開発
「高純度金属カルシウム (Ca) の高エネルギー効率・低環境負荷・低コスト製造」を可能とする新しい技術を開発します。本研究が進展すれば、先端デバイス、クリーンエネルギーデバイスなどに不可欠な希土類金属（レアアース）やチタンなど重要金属の製錬・精錬プロセス、およびリサイクルプロセスに革命を起こし、持続性と科学技術の発展が両立した社会の構築に大きく貢献します。
（古原パネル）
分子/格子整合有機-無機界面が織りなす革新的材料
有機材料、無機材料の分野では、物質間に存在する界面の設計・精密制御（原子・分子スケールでの整合）が大きなイノベーションを創出してきました。一方、有機－無機が共存する分野では、その界面は十分に制御できているとは言えません。本研究では、有機－無機界面に分子/格子スケールでの化学結合の「整合」という新しい概念を加えた化学を発展し、有機－無機間での整合界面を基盤とした革新的材料の創出を目指します。
（古原パネル）
超室温トポロジカル磁性材料の創出
多数の電子スピンが形成する「トポロジカル磁性」は超低消費電力型の高性能な磁気記憶素子への応用が期待されています。しかし、従来の物質ではトポロジカル磁性の発現温度が非常に低いという大きな問題があります。私は、超室温かつ高性能な新しいトポロジカル磁性材料を開拓し、その物理的特性を明らかにすることで、将来的な実利用に直結する超室温トポロジカル磁性材料の研究基盤を構築することを目指します。
（古原パネル）
計算科学を用いた次世代材料探索のためのデータベース創製
計算科学は、ハードウェアの革新に伴い、目覚ましく進展しています。現代では、多くの物質を対象に、量子力学計算を用いて物性を予測することが可能です。本研究では、さまざまな物質や物性を対象に量子力学計算を行い、優れた材料を発見することを目指します。また、多数の計算データを収集し、機械学習を応用することで新しい理論を構築し、通常の傾向から外れる物質を解析することによって、未踏の材料科学の発見に貢献します。
（古原パネル）
準一次元ｖｄＷ相変化材料とその電子デバイスへの展開
本研究では､世界に先駆けて､大きな電気抵抗変化を示す新規準一次元ファンデルワールス（1D-vdW）相変化材料（PCM):NbTe4を提案し､その相変化原理と動作性能を究明し､相変化メモリデバイス微細化の限界の突破を目指します｡NbTe4系メモリの相変化原理の解明により､従来の3D及び2Dを主役とする相変化材料を更なる低次元領域まで展開し､デバイス構造に活かすために必要な基盤技術の確立に挑戦する他､優れた微細化性能の1D-PCM材料群を創成します｡
（古原パネル）
革新的耐環境性能を有する省資源ステンレス鋼の創製
安心・安全な水素社会の実現に不可欠な長期信頼性を有する鉄鋼材料、特に高耐食性と耐水素脆性を両立するフェライト系ステンレス鋼を実現するため、省資源化の観点から軽元素である窒素を利用した表面処理プロセスを開発します。その上で、さまざまな鋼材へ適用できるように窒素と耐食性に関する学理を構築し、省資源、省エネルギー、コスト面に配慮した次世代の耐環境性表面処理として確立させることを目指します。
（古原パネル）
2.5次元電極触媒の開発
本研究では、原子レベルに薄い２次元金属触媒を３次元化させた「2.5次元触媒」を開発し、触媒化学に新機軸を打ち出します。２次元金属触媒の形態的・電子的な特徴により、優れた触媒活性と安定性を引き出せるとともに、３次元化に伴う物質拡散性の向上により、更なる高活性化・高耐久化を目指します。本手法は、原理的に設計自由度が幅広く、多元素化による高性能化に加え、広範な機能創出も目指せます。
（古原パネル）
クラスター物質を基盤とした「高次階層化学」領域の開拓
数個～数十個の原子から成る極小のナノ粒子「クラスター物質」は、従来の物質には見られない特異的な性質を示す、非常に興味深い物質群です。本研究では、元素周期表と同様の手法でクラスター物質の分類を行う、独自の理論モデル「高次周期表」に基づいて、当該物質群を「高次の元素」と見做すことで成り立つ、従来化学の原理を踏襲した全く新しい化学領域「高次階層化学」の概念の初の具現化を目指します。
（古原パネル）
格子欠陥のインフォマティクスによる熱電特性制御
無機固体材料の中には、ナノスケールの格子欠陥が含まれています。この格子欠陥は、通常現れる規則的な原子配列とは異なる構造を持つために、様々な材料機能に影響を与えます。本研究では、計算科学とデータ科学により、多様な形態の格子欠陥と材料機能を定量的に結びつけ、ミクロな情報から巨視的な材料機能を予測する基盤技術を構築します。これにより、熱電変換材料等の、エネルギー問題解決に役立つ材料の開発に貢献します。
（古原パネル）
無機ナノシート界面が拓くイオン伝導体の革新
最近、固体界面活性剤を鋳型とした「非層状」無機ナノシートの創出方法を開発し、従来の層状化合物や格子整合の制約を脱却した新たな組成での二次元材料科学の可能性を示してきました。そこで本研究では、ありふれたイオン伝導性の非層状無機化合物をナノシート化し、二次元精密集積により設計した特異界面を創出し、無機ナノシート界面が活用する新しい高速イオン伝導材料の開拓に挑戦します。
（古原パネル）
完全半導体ナノチューブアレイの創成と機能開拓
本研究では、これまで開発してきた半導体ナノチューブの合成・作製技術を、ナノ材料の配向技術と組み合わせることにより進化させ、水平配向・垂直配向された半導体ナノチューブアレイを実現するとともに、その歪み・一次元構造の特徴を活かした電子機能・光機能を開拓します。国内での開発がほとんど無い半導体ナノチューブに関する基盤技術を構築し、次世代のエレクトロニクス応用や光触媒開発等につながるシーズを創出します。
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