自然と工学の交差点から生まれた3つの革新技術―ESPI、SERS AeroMapper、PhytoSurface μSelect™―を紹介。植物の葉に学んだ粒子のふるまいを応用し、微細孔への浸透、空中ナノセンシング、マイクロパターニングなど、エネルギー・医療・環境分野に新たな可能性を拓きます。At the intersection of nature and engineering, this blog introduces three breakthrough technologies—ESPI, SERS AeroMapper, and PhytoSurface μSelect™—each inspired by how particles interact with plant surfaces. From deep pore infiltration to airborne nanosensing and micron-scale patterning, these innovations offer new solutions for energy, medicine, and environmental science.
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Non-Cocoon Direct Silk Gland Extraction (DSGE)「非繭」型シルク腺直接抽出技術 PhD Thesis, 博士(農学)
Obtaining silk & protein materials directly from silkworm – without the cocoon route (Patented) 繭を経由せずにカイコから直接シルク・タンパク質材料を抽出する新技術（特許出願)
Soot Colloid Seed (SCS) Treatment. スス微粒子の意外な利点：種子発芽の促進
ろうそくやバイマス等の有機物の燃焼によって発生する煤（スス）微粒子が植物成長促進剤として新たな可能性を秘めています。A new potential use of soot colloids – derived from the combustion of organic materials such as candle or biomass – as plant growth-promoting agents has been revealed.
Cut Stem Vascular Delivery (CSVD): Micro Particles to Plants! 茎を切って微粒子を植物に注入する技術
🍅Cutting the stem of tomato seedlings enables the introduction of particles up to 110nm into plants. This technique shows promising applications in the fields of agriculture and biotechnology. 🍅 トマトの苗木の茎を切断することで、最大110nmの粒子を植物内部に導入することが可能になります。 この技術は、農業やバイオテクノロジー分野での応用が期待されています。
天然蛋白質の抽出システム｜Natural Protein Material Extraction System スタートアップとの共同研究｜In Collaboration with a Startup
再生可能資源からの高機能素材の創出を目指し、天然蛋白質の抽出技術を革新する共同研究を進めています。 In pursuit of high-performance materials from renewable sources, this joint research aims to innovate natural protein extraction technologies.
FlameSpin AeroFusion: 開発手法による太陽光蒸留技術 Our Developed Method for Advancing Solar Distillation Technology
22nd APT Distinguished Paper Award (Society of Powder Technology, Japan & Elsevier). 第22回粉体工学会・Elsevier・APT賞
Thermal OCT Liquid Transport Analysis (TOLTA) under heating. 加熱中の材料内における液体可視化技術
A thermal system combined with Optical Coherence Tomography (OCT) reveals the dynamics of highly viscous liquids in porous substrates during heating. This non-invasive imaging technique enables real-time visualization of liquid transport under thermal conditions. 光コヒーレンストモグラフィー（OCT）を組み込んだ加熱システムにより、加熱中の多孔質基板内における高粘度液体の動態が明らかになりました。 OCTは非侵襲的な画像技術であり、加熱環境下での液体輸送をリアルタイムで可視化できます。
Submicron Aerosol Exposure System for Plants (SAESP) 植物成長にエアロゾルの影響を調べる世界初の装置
Allow to study interactions between submicron aerosol particles and plants. サブミクロンのエアロゾル粒子と植物の相互作用を研究することを可能にする
Breaking Particle Clumps with a Low-Power Sonication in Water. 水中・低出力の超音波力で粒子のかたまりを壊す
Low-power ultrasound can break up sub-micron particle agglomerates. 低出力の超音波でもサブミクロン粒子の凝集体を破壊する
Hydrophobic Soil Particle Coating (HSPC). Reducing Water Evaporation. 天然粘土質土壌コーティング、水分蒸発を抑制
A silane-coupling-coating can be applied to natural clayey soil. 天然の粘土質土壌にシランカップリング剤系コーティング【プラスチック材料を使用しない農業へ】
SAUC: Soot-Assisted Ultrasonic Particle Collector/ 煤介在 X 超音波 = 微粒子回収技術（卒論生のひらめき）
数百nmの粒子が堆積された基板を「特別な」スス粒子が含まれている水系懸濁液に超音波法を利用した微粒子回収法・洗浄法が提案された。Aqueous samples can be prepared by a novel method for detaching submicron particulates deposited on substrate.
How Do Micrometer-Sized Wet Aerosols Deposit on Hydrophilic Surfaces? 数μmの湿ったエアロゾルが親水性表面にどのように沈着するのか？
大気に浮遊する微粒子の沈着の場所について考えてみた。”Wet”微粒子は「親水性の高い」場所に多く沈着する。”Dry”微粒子”は「親水性の低い」場所に多く沈着する。Considered the location of the deposition of particles suspended in the air. The results: “More hydrophilic” area trapped more “wet” particles. The “less hydrophilic” area trapped more “dry” particles.
Rotary-electrochemical system: Ca-P Particles (Patent) リン酸カルシウム粒子の合成法（回転型電気化学システム）特許出願
TUAT & CBIC submitted a patent on 2017/12 for a “rotary” electrochemical method; producing calcium phosphate particles. 東京農工大学および株式会社シービックは、2017年に特許を出願。回転型電極を用いた新しい電気化学的手法により、リン酸カルシウム粒子を製造する技術。
Charge-Interactive nano-Particle Deposition (CIPD) & Optical Properties. 光学的性質も変化させる、荷電相互作用ナノ粒子堆積技術 (Patent)
Patent application (2018/2/7): A method to control the interaction between the surface charge of colloidal nanoparticles and the charge of aerosol droplets generated by electrospray. This is the first study in the world to investigate this interaction. 特許出願（2018年2月7日）：コロイドナノ粒子の表面電荷と、静電噴霧によって生成される気相中の懸濁液滴の帯電との相互作用を制御する手法。 この相互作用を解明したのは、世界で初めての研究報告です。
Phase-Tunable Soot Particle Assembly: Hydrophilic vs. Hydrophobic Layers 一本のろうそくで親水性または疎水性膜（可変）
We discovered methods to form hydrophilic or hydrophobic layers. 親水性または疎水性を有する粒子膜の作製法を開発。5000年前に開発された「墨」技術と同じ？
熱対流でエアロゾルの破壊によるナノ材料合成技術 Thermal Convection Reactive Deposition (TCRD) 熱対流反応性堆積技術
高結晶性を有するナノ粒子層への「省エネプロセス」の発見。Discovery of a low-energy route to layer of nanometer-sized particles with high crystallinity.
ElectroStatic Aerosol Pore Infiltration (ESPI) 静電エアロゾル細孔浸透技術 (Award/国際学会賞)
Best Poster Award at 9th Asian Aerosol Conference. Insertion of colloidal particles in the pores of a honeycomb structure via an aerosol route (気中に分散した液中微粒子のハニカム型多孔質体細孔内への沈着)
NanoSERS AeroMapper: <100 nm Resolution Mapping with Aerosol Probes. 粒子散布による有機分子層のマッピング技術
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.
Learning from Leaf Surfaces – Patterning Aerosols by Hydrophilicity Gradients. 植物の葉と帯電微粒子。親水性と表面電位が誘う選択的パターニング
植物の静電気現象にヒントを得た、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 sub-micron resolution for measuring surface hydrophilicity or potential difference (equivalent to electric charge) distribution.
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。An evolution of the 2008 PEPD method, this world-first technology immobilizes particles within sub-100 nm porous structures of substrates in aqueous media.
Aerosols Behind the Leaf: Uncovering Hidden Deposition Mechanisms 🍃葉の裏側に沈着する微粒子：静電スプレーによる両面堆積のメカニズム
本研究では、静電スプレー（静電噴霧）を用いて、サブミクロン粒子が平板基板の表裏両面に同時に沈着する現象を実証しました。粒子の偏向とドリフトによるこの堆積メカニズムは、植物葉への微粒子沈着や静電塗装技術への応用に貢献します。This study demonstrates the simultaneous deposition of submicron aerosol particles on both sides of a flat substrate using electrostatic spray. The mechanism involves particle deflection on the front side and drift around to the rear, offering insights into aerosol behavior on plant leaves and applications in electrostatic coating.
Water-soluble “air pollution” particles to Forest Tree Species for 2 years. 水溶性の大気汚染粒子を森林樹種に2年間散布した
Four Japanese forest tree species were exposed to submicron ammonium sulfate particles for two years. While growth and photosynthesis in Fagus crenata, Castanopsis sieboldii, and Larix kaempferi remained unaffected, Cryptomeria japonica showed both increased and decreased photosynthetic responses. This study highlights species-specific sensitivity to sulfate (aerosol) particles. 4種の日本の森林樹木に、サブミクロンサイズの硫酸アンモニウム（エアロゾル）粒子を2年間散布。ブナ、スダジイ、カラマツでは成長や光合成に有意な影響は見られなかったが、スギでは光合成速度の増加と減少の両方が観察され、エアロゾル粒子への感受性が示された。
Effects of Black Carbon Particles on Forest Tree Species Growth & Gas Exchange Rates 森林樹種の成長とガス交換率に及ぼす黒色炭素粒子の影響
世界初となる、森林樹木の苗木に対するサブミクロンサイズの黒色炭素粒子の長期曝露実験を実施。ブナ、スダジイ、カラマツ、スギの4種において、2シーズンにわたる曝露後も成長やガス交換率に有意な変化は見られませんでした。葉面に堆積した粒子は、光合成や気孔機能に影響を与えないことが示唆されました。 The world’s first long-term exposure experiment using submicron black carbon (BC) particles on living forest tree seedlings. Over two growing seasons, Fagus crenata, Castanopsis sieboldii, Larix kaempferi, and Cryptomeria japonica showed no significant changes in growth or gas exchange rates. The results suggest that foliar-deposited BC particles did not interfere with photosynthesis or stomatal function.
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）
"Particles & Transfer" Lab. 