１．タンパク質・細胞・生体組織等の生命系や食物，生分解性材料等の劣化・失活，を予測・評価し，制御するにはどうしたらよいか？
生体は内在する水を媒体として常に化学反応を起こしているので，工業材料と異なり短時間で劣化をおこす反応が進行する．生体を高品位保存するためには，この反応を抑制・停留させる必要があるので，凍結や乾燥させることで，媒体である水を除去したり，水の分子運動を抑える手段がとられる．この凍結や乾燥の際に，生体本体の破壊を避けるために，通常は生体保護物質を添加する．
応 用 例
● 移植用の細胞や組織を活性を保った状態で常温で長時間保存できれば，輸送・保存で冷凍設備を必要としないため，治療に必要な生体を，低コストであらゆるところに提供・流通できる．
● 病気の診断や早期発見で用いる血液検体は，体の生理的状態の情報を含んだ細胞・タンパク質等で構成されているが，採取と同時に劣化がはじまる．検体を長期常温乾燥保存できれば，長期間にわたり生理状態の変化を履歴としてデータベース化することが可能になる．
● バイオチップやセンサーなどタンパク質を部品の一部として利用する機器では，生体の劣化は製品の寿命に直結する．
● 恒常的に周囲環境の影響をうける外皮（皮膚）は，日々劣化と更新を繰り返しているが，皮膚の劣化を客観的に計測・評価する手法は美容・健康維持で重要．
● 魚の養殖は，畜類とことなり卵子を保存することができないため，完全養殖の歩留まりが低い．魚卵の保存が可能になれば適正な時期に適正な量の卵子を利用できるので，養殖の効率がよくなる．
研究テーマ
1-1 電気操作による細胞内への生体保護物質の導入技術の開発
（細胞の電気物性の測定，電場を用いた低浸襲な細胞膜輸送促進デバイスの開発）
1-2 医療検体の常温における高品位長期保存を実現する乾燥法の開発
(乾燥保護物質の特性評価，乾燥・保存プロセスとデバイスの開発）
生体や食材を代表とする水分を含む材料は，水分の含有率のみならず含有している水分と主材料等との分子レベルの結合状態の程度により，結合水と自由水に分類できる．自由水は8psec程度の周期で回転運動をしているが，結合水はガラス化した場合は，その周期が100秒以上にもなる．このような水分子の運動状態や結合状態は，材料の分解速度や力学特性等，様々なバルク特性に影響を与える．結合水は赤外分光により結合エネルギー，誘電分光により分子運動の速度を，それぞれ測定することができる．
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力学的強度が重要となるセメントや高分子材料，複合材料などに含まれる水分の状態より，材料の劣化状態や劣化速度を推定することができれば，材料の強度寿命がわかる.
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パン生地や乾燥麺などの加工食材のテクスチャーは，含有水分の状態に大きく依存するため，結合水等の水分状態の定量化により最適な食材の基準ができる．
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生体や生体由来材料に含まれる水分の状態がわかると，生体活性の劣化や水分の移動のし易さが予測でき，生鮮食品の鮮度評価，生体保存試料の保存効果が推定できる．
応 用 例
研究テーマ
2-1 誘電分光と赤外分光による結合水の測定に基づく生体を含む高分子の劣化速度と予測
2-2 誘電分光による皮膚内の乾燥過程における自由水，結合水，細胞内の水の分布の測定
2-3 誘電分光を用いた細胞の電気特性の測定
2-4 試料深さ方向の誘電スペクトル分布の測定
2-5 緩和時間分布の解析法の開発
マイクロチャネル内でおきる気液相変化では，極めて高い熱流束を有する三相界線が高密度で存在するため，小型高密度な熱交換機器への応用が期待されている．また，チャネルのサイズが小さくなるにつれて表面張力の効果の顕在化や，表面分子吸着，流動抵抗の増加などの特異的な現象が，異なるスケール依存性で顕れる．その為，毛管力によるポンプ効果，流れ抵抗などの機能が顕在化するチャネルの大きさがことなる．
応 用 例
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小型化が進むノートパソコン等の電子機器では，機器内の素子からの発熱を処理して素子の温度を下げる技術は，機器全体の性能を左右する重要なテーマとなっている．マイクロチャネルを大規模に集積した放熱面は，小さいサイズで高い放熱量を実現することが期待できる．この際，上記の様な従来のチャネルサイズでは考慮の必要がなかった現象が現れるため，マイクロ化の程度やチャネルの集積のやり方に工夫が必要となる．
研究テーマ
3-1 マイクロチャネルのパターニングによる高性能蒸発面に関する研究
3-2 三相界線を顕在化したマイクログルーブ内の蒸発と輸送特性の数値計算解析と設計への応用