51探花

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科ロボティクス専攻
教授　金森 義明

【発表のポイント】

• 可视波长を透过するが大気の温度を高める近赤外波长は反射し、5骋/6骋^（注１）通信帯の电波を透过する遮热窓を开発しました。
• 可视光、近赤外光、5骋/6骋通信电波という波长帯の异なる电磁波の反射?透过を同时に制御できるメタマテリアル^（注２）の设计と製作に成功しました。
• 建材?自动车用遮热窓への応用により、室内や车内での热中症の発症や夏季の电力需给の逼迫などの社会课题の解决が期待されます。

【概要】

　カーボンニュートラルを目指し、日本や欧州を含む先进国では环境规制が强化され、さらなる省エネルギー対策が求められています。一方、地球温暖化による気温上昇が世界各地でみられ、特に夏季には室内空调のためますます电力が多く消费される倾向にあります。解决策の一つとして、建物や车等の窓に遮热机能をもたせることが考えられますが、一般的に普及している遮热ガラスは5骋/6骋通信帯の电波を遮断するため无线でのスマホやパソコンの利用に影响が出るという课题があります。

　东北大学大学院工学研究科の金森义明教授らの研究グループは、ナノメートルサイズの周期构造で构成されるアルミ製遮热メタマテリアルを开発し、热となる近赤外波长は反射するが5骋/6骋通信帯の电波（可视波长）は透过する、透明な遮热窓の基材を作製することに成功しました。

　建材?自动车遮热窓への応用により、室内や车内温度の上昇による热中症の発症、夏季の电力需给の逼迫などの社会课题解决への贡献に期待できます。昨年、设置した国内初のメタマテリアルを専门とする研究センター「メタマテリアル研究革新拠点」^（注３）を基盘に実装化に向け、研究をさらに加速させていきます。

　本研究成果は、2023年9月25日付で、米国光学会誌Applied Opticsに掲載され、Editor's Pickに選ばれました。

【用语解説】

注1　5骋/6骋：
?第5世代移动通信システム（5骋通信）
2020年3月からサービスが开始された、一世代前の4骋と并ぶ现行の通信规格。4骋と比较して、高速大容量、多数同时接続、超低遅延といった特徴がある。さまざまな电子机器がネットワークに接続されるようになる。
?第6世代移动通信システム（6骋通信）
现行の携帯电话で使われている 4G、5Gに続く無線通信システム。2030 年代の商用化が見込まれている。通信速度は5G の 10 倍以上の毎秒 100 ギガビット級（ギガは 10 億）が想定されている。高解像度の3D映像を触覚情報などと合わせてリアルタイムで送受信できるようになる。医療分野では遠隔での治療や診察、教育分野では臨場感のあるリモート授業が実現する。

注2　メタマテリアル：
制御の対象とする电磁波の波长より小さな単位构造で构成され、自然界にはないような电磁波応答を示す人工光学物质。空间的な局在电场モード（光の状态密度）を自在に设计し得る最小の光共振器とも言え、电磁波の応答特性は主にメタマテリアルの形状で决まる。光共振器の设计次第で実効的な屈折率を自在に制御できる。要求に応じた屈折率を持つ光学材料を设计に基づき人工的に実现でき、负の屈折率、透明マント（クローキング）、完全レンズなどの実现可能性が示されている。

注3　研究センター「メタマテリアル研究革新拠点」：
2022年6月1日設置。拠点長は东北大学大学院工学研究科 教授 金森義明。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院工学研究科
教授　金森义明
TEL: 022-795-4893
E-mail: ykanamori*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院工学研究科
情报広报室
担当　沼泽みどり
TEL: 022-795-5898
E-mail: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）