レーザやプラズマを用いた材料加工プロセスに対して高度計測技術と数値シミュレーション技術を融合・駆使し、プロセスの物理に基づいて現象を解明・予測・コントロールするための研究を推進しています。得られた知見を活かし、これまでにない普遍の真理に基づくまったく新しいプロセス開発を目指します。
ナノスケールからの材料構造設計をメガスケール生産での実現を念頭に、マルチスケールで生じる多様な界面を制御して、実社会の要請に応えうる材料開発を目指します。特に”プラズマ材料工学”を駆使することで、高品質化と高機能化、低コストと環境負荷低減など半ば相反する特性も両立しうる次世代材料、次世代プロセスの提案に挑みます。主要な応用研究分野は、高容量と高サイクル安定性が求められる次世代全固体電池向けナノ材料の創製、高速高品質の両立を可能とするメゾプラズマ高速エピタキシャルAD技術開発、次世代エレクトロニクス実装に不可欠な低温焼結型ナノ接合技術の開発とその高機能界面設計、マルチマテリアル化の社会実装加速化を支える異種材料接合技術開発を対象として研究を推進しています。
溶接・接合プロセス工学領域
複数の材料を適材適所に組み合わせるマルチマテリアル化技術は、自動車や輸送機器の軽量化・高性能化を実現し、カーボンニュートラル社会の実現に貢献する重要な技術です。この技術は、わが国が推進するマテリアル革新力強化戦略においても重点分野の一つとして位置付けられています。
溶接・接合プロセス工学領域では、異なる材料を高精度に接合する異材接合技術を基盤として、接合界面の組織形成や反応を制御する研究に取り組んでいます。特に、金属工学と溶接工学を融合したジョイニングメタラジーに基づき、接合プロセスの設計から接合界面特性の予測までを一貫して扱う革新的な異材接合研究を推進しています。これにより、従来は困難であった材料の組み合わせを可能にし、軽量・高強度・高機能を兼ね備えた先進的なものづくりの実現を目指しています。
溶接・接合材料科学研究の高度化・先進化を目指し、材料科学、力学、プロセス工学を横断した研究を推進しています。具体的には、統合的可視化理解や原子論的アプローチを指向したマルチスケール連成材料挙動の解明、新材料・新プロセスに対応した界面接合研究の新規展開、ならびに溶接・接合現象におけるメタラジー（溶接冶金学）の解明とモデル化による予測・制御技術の探索を進めています。これらの取り組みにより、材料挙動の高度予測、プロセス最適化、メカニズム探求、健全性・信頼性検証、および溶接・接合部の性能向上を実現し、溶接・接合プロセスメタラジーの体系化と信頼性向上に資する技術確立を目標としています。
低炭素未来社会のため、人類と自然が積み上げてきた「工学知」と「生物知」を紡ぐ生物規範の材料・生産プロセスを開拓します。データサイエンスによる省・創エネルギーを実現するナノ材料の開発とその応用、全く性質の異なる材料同士を「つなぐ・はずす」マルチマテリアル技術、エレクトロニクス材料の微細接合や先端半導体実装などを研究しています。原子・分子の結合からマルチマテリアル化までの生産プロセス理論・実験・シミュレーションを駆使し、将来のものづくりに変革をもたらすハイブリッド・マテリアル＆プロセス技術を進化させます。
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