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Pioneering Innovations from our Lab/世界初の成果と独創的技術
| Particle Synthesis Methods/ 粒子合成法 | Coating & Making Membranes/ コーティング・製膜法 | Method of Transport & Immobilization of Particles/ 微粒子の輸送と固定化法 | Development of Measurement Methods/ 計測技術の開発 | Separation Method 分離法 |
- Size-reduction of submicron agglomerated particles using an ultrasonic cleaner 超音波洗浄機によるサブミクロン凝集粒子の解粒 https://wp.me/p10HOa-4Du
- Method to reduce water-loss (moisture evaporation) with clay-based soil particle coatings 粘土系土壌粒子コーティングで水分蒸発を減らす技術 https://wp.me/p10HOa-4aH
- Method for detaching submicron particles from surfaces using an ultrasonic cleaner 超音波洗浄機で表面から”難関な”サブミクロン粒子を剥離する技術 wp.me/p10HOa-3J3
- Deposition technique for submicron aerosol particles 難関とされたサブミクロン・エアロゾル粒子の堆積技術 https://wp.me/p10HOa-3vV
- Electrode design for resource-efficient magnetite particle production (in liquid) 磁鉄鉱粒子製造の省資源化のための（液体中）電極設計 https://wp.me/p10HOa-3dr
- Relationship between the surface charge of colloidal particles and charged droplets of spraying liquid コロイド粒子の表面電荷と噴霧液滴の荷電液滴の関係 https://wp.me/p10HOa-3op
- Method for producing hydrophilic and hydrophobic films from the combustion of a single candle 一本のろうそく燃焼から親水性と疎水性膜の作製法 https://wp.me/p10HOa-33X
- Destruction of aerosols by thermal convection. A new synthesis method for nanoparticles 熱対流によるエアロゾルの破壊。新しいナノ粒子の合成法 wp.me/p10HOa-2Y1
- Measurement method for surface potential in the micrometer range using nanoparticles 微粒子の使用でマイクロメータ領域における表面電位の測定法 https://wp.me/p10HOa-1Qs
- Immobilizing suspended particles in water into 100 nm holes 水中浮遊粒子を100nmの穴に固定化させる技術 https://wp.me/p10HOa-1K5
- Method for forming a uniform nanoparticle layer on metallic wires 金属ワイヤー上に均一なナノ粒子層を形成する方法 https://wp.me/p10HOa-3QL
【Concept】Our lab investigates particulate and mass transfer phenomena in chemical and biological systems, applying fundamental principles of physics such as motion, energy, force, time, thermodynamics, and chemical equilibrium. Most of the innovative technologies introduced below have been developed by our students.【コンセプト】当研究室では、運動、エネルギー、力、時間、熱力学、化学平衡といった物理学の原理・概念を基盤とし、化学・生物システムにおける微粒子および物質移動現象の解明と応用に取り組んでいます。ここでご紹介する数々の技術は、そのほとんどが学生たちの手によって開発されたものです。
Particle Synthesis Methods/ 粒子合成の新技術
2017: Thermal Convection Reactive Deposition (TCRD) 熱対流反応性堆積法
熱対流とエアロゾル破壊を組み合わせた、サブミクロン粒子材料合成技術 A novel method for synthesizing sub-micron particle materials by combining thermal convection and aerosol breakdown. >> More detail.
2017: Rotating Electrode Electrochemical Nanoparticle Synthesis (REENS) Method. 回転電極電気化学的ナノ粒子合成技術
液相多成分系ナノ粒子を効率的に合成する電気化学的手法。 An electrochemical method for synthesizing multi-component nanoparticles in liquid phase.
Patent application.特願2017-24626 (Nov. 2017, Applicant: university/TUAT and a company). Co-inventors are two students.大学院生（2名）も発明者。（ 特開2019-112668 (P2019-112668A) 2019年7月11日）リン酸カルシウム粒子の製造方法 https://patents.google.com/
Coating & Making Membranes/ コーティング・製膜法
2023: FlameSpin AeroFusion FSAF
ろうそくの煤粒子を電界紡糸繊維に埋め込んだ複合材料形成プロセス。太陽熱を活用した水蒸気発生材料への応用が可能。An electrospinning process for creating fibrous membranes embedded with soot particles, applicable to solar distillation for water vapor generation. >> More
受賞 22nd APT Distinguished Paper Award (Advanced Powder Technology, SPTJ-Elsevier) >> More
2021: Hydrophobic Soil Particle Coating (HSPC).
疎水性土壌粒子コーティング技術: 粘土系土壌粒子を化学的にコーティングし、水の蒸発量を抑制する技術。 A chemical coating technique for clay-based soil particles to decrease water evaporation. >> More
2017: Soot-Phase Tunable Particle Assembly (SPTPA)フェーズ可変煤粒子層技術
単一のろうそく燃焼から、親水性または疎水性を持つ炭素質ナノ粒子層を作製する技術。
A method for making hydrophilic or hydrophobic layers of carbonaceous nanoparticles from a single candle burning. >> More
Transport & Immobilization of Particles/ 微粒子の輸送と固定化法
2023: Cut Stem Vascular Delivery (CSVD): 切断茎導管導入法
粒子 (10-110 nm) を植物の切断茎から注入する、植物への粒子導入技術。 A novel method for introducing particles (10-110 nm) into plants via cut stems >> More
論文：Plant Physiology and Biochemistry (Federation of European Societies of Plant Biology) 欧州植物生物学会連合 ・公式学術誌
2018: 重力を用いたサブミクロン粒子の気相沈着法 A method of depositing submicron particles from the gas-phase on a solid substrate, by using the gravity force.
重力を用いたサブミクロン粒子の気相沈着法: 通常では重力沈降が難しいサブミクロン粒子を、気相から固体基板へ効率的に堆積・集積させる方法 A method for efficiently depositing and accumulating submicron particles from the gas phase onto a solid substrate using gravity, a phenomenon typically considered unlikely for submicron particles.
受賞：日本エアロゾル学会・高橋幹二賞。 Kanji Takahashi Award (Japan Aerosol Association of Science & Technology)
(2018) Charge-Interactive nano-Particle Deposition (CIPD): 電荷相互作用ナノ粒子堆積法
液相コロイドから、光学特性を調整可能なナノ粒子層・膜を製造する集積法。 An assembly method for nanoparticle layers or films with tunable optical properties, derived from colloidal nanoparticles in liquid phase.
特許：Patent application (2018/2/7, 特許出願2018-020507), 共同出願: TUAT and a company). Co-inventor is a student.学生が共同発明者
> 関連論文: Journal paper(2018)
2017: Soot-Assisted Ultrasonic Particle Collector (SAUC) 煤補助超音波型粒子捕集法
低出力超音波クリーナーを用いて、基板表面からサブミクロン（数百nm）粒子を効率的に脱離させる方法。 A method for detaching submicron (few hundred nanometers) particles from substrates using a low-power ultrasonic cleaner, addressing a notoriously difficult task.
2014: Pulse-Electrophoretic Nanopore Immobilization (PENI) Technology パルス電気泳動ナノポア固定化技術
2008年発表のPEPD法を発展させ、水中の100nm以下の多孔性基板内部に粒子を固定化する世界初の技術。複合材料の耐久性向上に応用。 An evolution of the 2008 PEPD method, this world-first technology immobilizes particles within sub-100 nm porous structures of substrates in aqueous media. Applicable to improving the durability of composite materials (e.g., photocatalysts).
Journal paper: doi.org/10.1016/
Sandwich-type nanostructure >> More.
2017: Pump-Free Aerosol Sampling – Selective for sub-micron Particles. 吸引ポンプフリー型サブミクロンエアロゾル選別サンプリング技術
(in preparation….) 吸引ポンプなしでサブミクロン粒子を選別・サンプリングする技術。（現在準備中） *A technology for selectively sampling sub-micron particles without an aspiration pump (in preparation).*
2010: Submicron Aerosol Exposure System for Plants (SAESP) サブミクロン粒子発生装置付き植物育成チャンバーシステム
府中キャンパスに3台設置された Three units installed at Fuchu Campus
>> Open access journal article (Particuology, 2023)
2008 Pulse-Electrophoretic Nanofilm Deposition (PEND) for Dense Aqueous Colloids. 高密度液相コロイド用パルス型電気泳膜形成技術
静電気力等の外力制御を駆使した微粒子合成・固定化法。水系での均一な粒子膜形成が可能で、加熱後も亀裂がほとんど観察されない。 A particle synthesis and immobilization method utilizing external force control (e.g., electrostatic force). It enables uniform particle film formation in aqueous systems, with minimal crack observation even after heating.
特開2009-256790, 特願2009-069155, 2009/03/19, 2009/11/05, 酸化チタンのコーティング方法
Development of Measurement Methods/ 計測技術の開発
2023 (with Prof. T. Iwai): Thermal OCT Liquid Transport Analysis (TOLTA) 熱OCT液体輸送解析
SD-OCT (Optical Coherence Tomography) (光コヒーレンストモグラフィー) アプローチを用いた、加熱されたバイオマス中の液体挙動における2つの「遷移点」を観察する技術。 >> more.
An SD-OCT (Optical Coherence Tomography) approach for “seeing” liquid transport inside a leaf-substrate during heating, observing two “transition points” in liquid behavior within heated biomass. >> More >> doi.org/10.1098/rsos.230150
2022: Visualizing Liquid Transport in Porous Media with Fluorescent Particles/ 蛍光微粒子で可視化する多孔質媒体中の液体輸送
蛍光微粒子で可視化する多孔質媒体中の液体輸送:** 蛍光微粒子を用いて多孔質媒体中の液体輸送を可視化する技術。 A technology for visualizing liquid transport in porous media using fluorescent particles.
>> More 詳細
2014: NanoSERS AeroMapper – <100 nm Resolution Mapping with Aerosol Probes.
気中微粒子を用いた100nm未満の分子分布マッピング技術。SERS法で表面上の分子パターンを可視化。A <100 nm resolution mapping technology using airborne aerosol probes for organic molecular layers, visualizing surface molecular patterns with SERS. >> More.
The “main” researcher Dr. Masao Gen (Research Fellow at City University of Hong Kong), then applied ES-SERS (Electrospray-Surface Enhanced Raman Spectroscopy) for probing particulate matter. Open-access: Atmos. Chem. Phys. (2017)
2014: PhytoSurface μSelect (PSS) A New Type of Surface Potential Meter? マイクロ選択堆積技術、新概念の表面電位計？
植物の静電気現象にヒントを得た、数マイクロメートルから数百ナノメートルの解像度を持つマイクロ選択堆積技術。表面の親水性度または電位差（帯電量）分布を計測。 *A micro-selective deposition technology inspired by plant electrostatics, offering micron to sub-micron resolution for measuring surface hydrophilicity or potential difference (equivalent to electric charge) distribution.*
応用例: パターン化技術、防塵表面の開発、環境中表面における大気中浮遊粒子の沈着機構の解明。Possible applications: Patterning. Development of dust-free surfaces. Elucidation of the deposition mechanism of airborne particles on environmental surfaces.
2010. Hybrid Aerosol-Colloid SERS (HAC-SERS) – A Metal Nanostructure-Based Chemical Sensor 金属ナノ構造体を用いた微量化学センサー
Co-developed with Dr. Hideo Kakuta (Plant Ecochemicals Research Center, Hokkaido), this system integrates Raman spectroscopy with metal nanostructure chips to detect trace organic compounds. ラマン分光法と金属ナノ構造体を組み合わせた化学センサーシステム（共同研究者：角田英男（（社）植物情報物質研究センター）
>> More
SEPARATION METHOD 分離法
2024: “Non-Cocoon” Direct Silk Gland Extraction (DSGE) Technology. 「非繭」型シルク腺直接抽出技術 (特許)
Obtaining silk & protein materials directly from silkworm – without the cocoon route (Patented)
A patent “Method & System for Purifying Natural Protein Raw Materials” JP 2023-193403 天然蛋⽩質原料精製システム
Journal articles from TUAT/Lenggoro Lab. 農工大のレンゴロ研究室から発表した論文の事例
https://patents.google.com/?inventor=Lenggoro
旧所属での主な研究成果 (1998-2006) / Key Research Achievements from Dr. Lenggoro’s Previous Affiliation (Hiroshima University, 1998-2006)
レンゴロ博士が広島大学在籍中（1998-2006年、奥山喜久夫教授と共同研究室を運営）に開発した、製品化を含む主要な研究成果を以下にご紹介します。 Below is a list of major research achievements, including commercialized products, developed by Dr. Wuled Lenggoro during his tenure at Hiroshima University (1998-2006), where he co-managed a lab with Prof. K. Okuyama.
2006: A method for aerosol-inhalation experiment using animals. エアロゾル粒子を用いた動物曝露実験の構築.
Collaborated with The University of Occupational and Environmental Health, Japan 産業医科大学との共同研究の成果（a NEDO Project 2006-2007)
>> Journal articles: Industrial Health, 2011 and Inhalation Toxicology 2007
2006: Pulse-spray pyrolysis reactor (for pharmaceutical powder etc.) パルス噴霧熱分解方法
Commercialized by a powder-related company in Kobe, and then a spray-company in Yokohama) >> Article
2006: Electrospray-based nanoparticle generator for particles below 100 nm. 液中粒子の気中分散装置・粒子発生器（100nm以下）
Commercialized by a manufacturer and distributor of scientific equipment, in Tokyo:>> Sibata Scientific/柴田科学株式会社
2006: CE-NA: 帯電エアロゾルによるパターン化ナノ粒子集積技術 CE-NA: Charged Electrospray-assisted Nanoparticle Assembly on Patterned Substrates
CE-NA: 帯電エアロゾルによるパターン化ナノ粒子集積技術 CE-NA: Charged Electrospray-assisted Nanoparticle Assembly on Patterned Substratesエレクトロスプレー（静電噴霧）で生成した帯電液中ナノ粒子を、電荷パターン化された基板（プラス／マイナス）上に選択的に堆積させる技術。金属（Au）および酸化物（SiO2）ナノ粒子（10-30 nm）の選択的堆積を実現。A technology for selectively depositing charged liquid-phase nanoparticles, generated by electrospray, onto electrically patterned (“plus/minus”) substrates. It enables selective deposition of metal (Au) and silica nanoparticles (10-30 nm).
>> 論文紹介 Article: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2006.07.033
NOTE: 本技術に関して、Wuled Lenggoro博士の許可なく企業によって日本特許が出願された経緯があります。Regarding this technology, in 2003, a Japanese patent was filed by a company without Dr. Wuled Lenggoro's permission.【発明の名称】・・電子デバイス
2005-2006: コロイドナノ粒子の直接飛行中熱分析システム Direct In-flight Thermal Analysis of Colloidal Nanoparticles: DITA-CN
液中由来の単一ナノ粒子をエアロゾル化し、オンラインの加熱炉（管状炉）で飛行中に直接熱処理しながら、サイズを計測する世界初のシステム。それによって、物理的特性（例：融点、蒸発挙動、構成成分の変化）をリアルタイムで分析できる可能性が高い。従来の粒子収集・長時間分析を必要とするバルクな熱分析法では困難な、微粒子の「質」や組成変化を迅速かつin-situで評価することを可能にする。 The world's first system for direct, in-flight thermal analysis of individual nanoparticles originating from a colloidal dispersion. By measuring the size of the aerosolized liquid-phase nanoparticles and heating them online within a hot-wall tubular furnace during flight, it enables real-time analysis of their physical properties (e.g., melting point, evaporation behavior, compositional changes). This groundbreaking method allows for rapid, in-situ assessment of nanoparticle "quality" and compositional shifts, a feat challenging with conventional bulk thermal analysis requiring particle collection and lengthy analysis.
>> Journal Article (Anal. Chim. Acta, 2007)
2005-2006: コロイドナノ粒子周辺の界面活性剤量測定法 Method for Measuring Surfactant Amount “Around” Colloidal Nanoparticles
コロイドナノ粒子の周囲に存在する界面活性剤の量を正確に測定する手法を開発。A developed method for accurately measuring the amount of surfactant present around colloidal nanoparticles.
>> Journal article (Langmuir, 2005): doi.org/10.1021/la0513196
2005-2006: 加熱中の非球形コロイド粒子の形状変化測定法. Method for Measuring Shape Change of Non-spherical Colloidal Particles During Heating
加熱過程における非球形コロイド粒子の形状変化を追跡し、定量的に測定する手法。 A method for tracking and quantitatively measuring the shape change of non-spherical colloidal particles during the heating process
>> Journal article (Langmuir, 2005): doi.org/10.1021/la0513196
2000: 水由来イオンクラスターの発見とその実用化 Discovery and Commercialization of Water-Based Cluster Ions
水の微細化プロセスから生成されるイオンクラスターの発見。この技術は大手電機メーカーによって製品化され、2003年以来、日本の家電市場でロングセラーとなっています。 Discovery of ion clusters generated from the atomization process of water. This technology was commercialized by a major electronics giant and has been a long-selling product in the Japanese home appliance market since 2003
>> Journal article: Anal. Sci. 2003 and Anal. Chem. 2004
>> 関連ニュース Related news: PCより先に「健康家電」で実用化されるナノテク
2002 エアロゾル経路による液中ナノ粒子の粒径分布測定技術 Sizing Liquid-Phase Nanoparticles via Aerosol Route
液中物質の粒径分布をエアロゾル経路で測定する技術。理化学研究所とベンチャー企業が特許を取得。TSI社による5 kDaから100 MDa超の巨大分子測定装置への応用事例あり。A technology for measuring the size distribution of liquid-phase substances via an aerosol route. Patented by RIKEN and a venture company (US-6892142-B2). Applied by TSI for sizing macromolecules from 5 kDa to >100 MDa.
>> Patent: RIKEN US-6892142-B2 [Method of analyzing particles suspended in liquid and liquid-suspended particle analyzer for carrying out the method]
>> Journal Article: ACS-Langmuir, 2002.
>> Example application (TSI): 5 kDa to >100 MDa macromolecules >> More | エレクトロスプレー式粒子発生器で発生した粒子の粒径分布
2002: Spray Pyrolysis-based Powder Synthesis Reactor/ 噴霧熱分解粉末合成リアクター
超音波型噴霧熱分解法を用いた粒子製造装置。当時最大1 kg/時の生産能力。広島大学発ベンチャー企業「株式会社ナノラボ」（広島大学スピンオフ企業第一号）により製品化され、ヒートシステム株式会社（北九州市）も採用。液滴-粒子転換の数値シミュレーションと実験結果を比較した研究に基づいて開発。 A powder production system utilizing an ultrasonic spray pyrolysis method, capable of producing up to 1 kg/hour at the time. Commercialized by "NanoLab Inc.," the first spin-off company from Hiroshima University (Prof. Takahagi's spin-off), and also adopted by Heat System Co., Ltd. (Kitakyushu). Developed based on research comparing numerical simulations and experimental results of droplet-to-particle transformation.
>> Journal article: 液滴ー粒子転換の数値シミュレーションと実験結果の比較：An experimental and modeling investigation of particle production by spray pyrolysis, J. Mater. Res.,2000
"Particles & Transfer" Lab. 
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