反応効率大幅に向上、白金使用量も削減
良品状態、3次元画像で可視化

　カーボンニュートラル実現に向けて、燃料電池技術の発展が期待されている。水素と酸素を化学反応させ、二酸化炭素（CO₂）を排出せずにエネルギーを取り出せる燃料電池の普及には、より一層の性能向上と電極触媒中の貴金属使用量の低減が求められている。
　キャタラーは、酸素分解するプラス極（カソード）触媒層に用いる白金とコバルトの合金粒子を、カーボン担体のナノメートル単位細孔内に配置する技術を開発し、反応効率を従来より大幅に高めた。
　従来の触媒を反応抵抗解析した結果、水素陽イオンであるプロトンを運ぶ役割を持つ合成樹脂のアイオノマーが合金粒子を覆っているため、酸素拡散性の低下で反応効率が落ちていることを見いだした。
　自動車の排ガス浄化触媒技術を活用し、細孔に白金を配置する薬液を用いることで合金粒子の細孔配置を実現した。また、温度や反応時間など触媒の生産条件の最適化で合金粒子を小径で均一にする技術を確立し、合金粒子の表面積が大きくなることで酸素拡散性や反応効率が高まった。白金の使用量も大幅に削減できる。
　課題は、良品状態の可視化技術だった。カーボン表面の貴金属とカーボン細孔内の貴金属を切り分ける必要があったが、2次元画像では表面内部を切り分けできない。このため、電子顕微鏡による3次元画像をさまざまな角度で解析する技術で可視化を実現し、モノづくり技術に自信を得て開発スピードが速まった。
　本製品は、トヨタ自動車が2020年に発売した燃料電池自動車（FCV）の2代目「MIRAI」に採用された。今後はバスやトラック、鉄道、船舶など大型モビリティーへの用途拡大が見込まれる。

新型コロナ検出精度5倍向上

　キヤノンメディカルシステムズは、新型コロナウイルス感染の有無を調べる抗原定性検査向けに、光導波路の解析を利用した「免疫光導波路センサ」を開発した。従来の抗原定性検査やイムノクロマト法と比較して、検査精度は5倍向上した。陽性反応の場合は最短4分、最長15分で判定する。
　同センサーの高感度検出技術を採用した抗原定性検査キット「Rapiim（ラピーム）」シリーズは、横浜市立大学大学院医学研究科微生物学の梁明秀主任教授と共同研究し、実用化した。
　これまで簡易型の抗原定性検査では、感度の低さが課題だった。開発した「免疫光導波検出法」により、高精度で判定時間を短縮した検査方法を確立して課題を解決した。偽陰性率の低減に期待できる。
　デルタ株などの新型コロナウイルス変異株の検出も可能。試薬を変えることによって新型コロナウイルス以外にも、インフルエンザウイルスやRSウイルスなどを検出できる。

プラ並み耐久性・生分解性 両立

　「NeCycle」は、地球環境に優しい高機能のバイオ素材で、幅広い製品に適用できる。食料問題に影響のない非可食バイオマスのセルロースを主原料とし、プラスチックの優れた機能性と、日本の伝統的な漆の装飾性を兼ね備える。
　木材などの非可食植物資源から天然高分子のセルロースを取り出し、酢酸などの安全な成分によって化学的に性質を変え、独自の着色剤などを添加して製造する。セルロース含有率は50％で、残りも環境調和性の高い安全な成分を使用する。プラスチックと同等の耐久性と、自然環境での長期的な生分解性を併せ持つ。
　日本を代表する漆芸家の下出祐太郎氏と共同開発し、高級感のある漆ブラックと同等の光学特性を塗装レスで付与する。工業製品に求められる量産性も実現した。
　現在、国連の持続可能な開発目標（SDGs）とカーボンニュートラルへの関心の高まりを背景に、国内外から引き合いが増えている。

軽量・低コスト　環境にも配慮

　河西工業は、顧客から要望される機能、コストに加えて環境に配慮した「自動車用 高静音軽量2重壁カーゴルーム内装トリム」を開発した。カーゴルーム内装トリムは、自動車荷室を囲む内装材で、荷室容積を大きくするための薄い構造と自動車室内を静かにするための高遮音性が求められる。
　リサイクルによるポリプロピレン（PP）とポリエチレンテレフタレート（PET）繊維を用いた独自のリサイクルシート基材を、2重壁構造として採用。荷室の広さ、高い遮音性能による低ロードノイズ、燃費向上につながる軽量化、低コストを実現した。
　音響探索装置を用いて透過騒音レベルの大きい部位を調べて、遮音性能の高い2重壁構造部位の範囲を決めた。製品のリサイクル性を高めるため、材料はPPとPETのみで構成。リサイクル時に障害となるホットメルトの使用を廃止し、溶着で組み立てる構造とした。容易に粉砕リサイクルができる。

高応答性、小型・高効率化を実現

　日本精工の「電動ブレーキアクチュエータ用循環溝一体ボールねじ」は、衝突被害軽減ブレーキなどに使われる部品。
　モーターの回転運動をボールネジ機構で直動運動に変換し、ブレーキ液圧を制御する。モーターでブレーキに必要な液圧を与え、踏力を支援する既存の方式に比べて応答性が高く、小型・高効率化を実現する。
　同製品は、軸受など周辺部分を一体化していることが特徴。従来設計と比べて全長を約18％、外径を約6％小型化した。ボールネジには、チューブやこまなどのボールの循環部品が取り付けられることが一般的だが、ナット内径に循環部を一体で成形することにより、これを廃止した。部品点数削減による小型化やコストメリットだけでなく、循環部品の脱落なども防げる。
　循環溝は、冷間鍛造成形でナットの内壁に成形される。製造ラインも完全自動化を実現しており、今後高まる需要に対して量産体制を整えている。

滑り性改善と耐薬品性 実現

　「医療用シリコーンケーブル『SilMED（シルメッド）』」は、表面に独自のコート処理を施すことで、従来のシリコーンケーブルの機械・伝送特性、拭き取り耐性を維持したまま、滑り性の改善と耐薬品性を実現した。コロナ禍で高まっている消毒・滅菌のニーズに対応した。静止摩擦係数を従来品の約2割に低減し、滑りやすさを向上させた。すでに超音波診断装置のプローブケーブルに採用されており、量産を開始。内視鏡やカテーテルの電源ケーブルへの採用も進んでいる。
　表面には、消毒液を含浸させた不織布の応力を受け流す処理を施した。同社の1万回の拭き取り試験では、滑り性を維持しながら、病院で使用するさまざまな薬液を使用してもほぼ変色がなかったという。
　シリコーンケーブルは耐薬品性に優れるが、表面に粘着性があることで、塵が付着しやすく汚れやすいという課題があった。また、医師や患者が触れた際に不快感もあり、今回そうした課題を解決した。

小型・高速回転モーターに対応

　EVやハイブリッド車（HV）を駆動するモーター・減速機用に開発した。モーターの高速化で駆動機構をオイル冷却するニーズが増えると予想し、一層の高速回転に対応している。オイルの潤滑条件に適した保持器の形状や材料を採用した。
　深溝玉軸受を高速で回転させるには、軌道輪と転動体の転がり接触面や、保持器と転動体の接触部（ポケット面）に、潤滑剤を保つことが重要になる。
　そこで、高速回転時に軸受損傷に影響を及ぼす保持器の破損プロセスを解明した。遠心力による変形に伴うポケット内の干渉で起きる局部的な潤滑不良と、保持器の剛性を改善することで破損を抑制できることを見いだした。ポケット間の肉抜き（軽量化）で遠心力を低減し、高強度材料で剛性を高めた。
　樹脂製の保持器のため軽量化でき、慣性によるエネルギー損失も70％以上減らせる。二酸化炭素（CO2）を減らせる小型・高速回転モーターの開発を軸受技術で実現する。