Research

研究内容

Bubbly flow&cream(気泡流・クリーム)
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武居研究室では、電気トモグラフィー(インピーダンス・トモグラフィー(EIT) & キャパシタンス・トモグラフィー(ECT))という可視化技術を応用し、従来では視ることができないとされていた対象を”視える化”することで、研究、産業界におけるイノベーション創出を目指しています。このEIT & ECTを基盤に、細胞、生体、混相流の3つのユニットに分かれて各研究・産業分野に展開しています。機械、電気、生物、情報などの多様な分野を背景とする研究者が集まり、研究を推進しています。

EIT & ECT法とは?

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電気インピーダンス・トモグラフィー(EIT)や電気キャパシタンス・トモグラフィー(ECT)とは,インピーダンスやキャパシタンスなどの電気量を超高速で多次元的に計測し,画像再構成アルゴリズムにより,対象の濃度分布を3D空間+時間の4Dで可視化できる技術です.従来のX線やガンマ線などのコンピューティッド・トモグラフィー(CT)法などと比べて,時間解像度が高く,安価で簡易かつ非侵襲的に可視化計測を行うことができるため,イオンチャネル計測や疾患の計測、工場・発電所・化学プラント計測への活用も期待されている技術です。

本研究の歴史

本研究のきっかけとなったのが,1999年に当時科学技術庁特殊法人であった科学技術振興事業団の独創的研究成果育成事業に,プロセス・ト モグラフィー(PT)と離散ウェーブレット診断技術の開発というテーマで,採択されたことでありました. 2000年からは,本格的に民間企業との共同研究を始め,PTと多次元ウェーブレットに関する研究,2002年には,海洋深層水のパイプライン輸送の研究 や,固液混相分離フィルターの開発,旋回流搬送装置の研究と3D-PIVによる流れの可視化の研究を行いました.2006年には,石油パイプライン用の大 口径のPTセンサーを開発し,触媒の管路内の濃度分布の可視化計測に成功しました.文部科学省科学研究費補助金や財団法人からも資金援助を頂き,PTを食品薬品業界に応用するための基礎研究,PTをμmオーダーの流路に応用し,ナノ粒子混相流動の可視化計測に展開しきました.また2007年 には,科学技術振興機構(JST)より資金援助をいただき,東洋医学における脈診計測診断システムの基礎開発を行いました.そして,2008年以降は,前述の8つの産業分野を視野に入れて研究開発を行っています.機械工学,化学工学,電気工学の分野だけではなく,医学分野にも,本研究室の活躍の場が広かっています.

チーム紹介

細胞可視化ユニット

Cell Visualization Unit

細胞可視化ユニット
細胞可視化ユニットでは、EIT & ECTをミリ、マイクロサイズまで縮小化したデバイスを構築することで、細胞レベルでの可視化を可能としました。一例としてイオンチャネル活性に伴うイオン輸送やそれにより生じる細胞外イオン濃度変化をEIT & ECTにより捉えることに成功しています。また、細胞内タンパク質や小器官のイメージングにも応用し、創薬開発基盤技術、血流解析技術、マラリア感染検出技術など医療・創薬現場への展開が期待されます。

混相流可視化ユニット

Multi-phase Flow Visualization Unit