「分子メカトロニクス（Molecular Mechatronics）」は、「分子（Molecular）」 + 「メカニクス（Mechanics）」 + 「エレクトロニクス（Electronics）」を融合した概念であり、これらの境界領域から新たな材料・デバイス・技術を創出し、既存の材料や技術を刷新することを目指す研究分野です。バーチャルリアリティ（VR）に資する触力覚提示デバイス、微小振動発電素子、応力・流動摩擦・光・分子センサーなどへの応用を目指し、革新的な電気活性有機・高分子材料の創出とデバイス技術の開発に取り組んでいます（下図をご参照）。独自に設計した分子材料の合成を基盤として、分子のナノメートルからセンチメートルに至る階層的な秩序構造とその配列を精密に制御します。これにより、イオン・電子・光・物質の高速な輸送やエネルギー変換を実現し、電気エネルギーを力学エネルギーへ変換するアクチュエータなど、高効率なエネルギー変換デバイスの創出を目指しています。イオン活性なナノ構造液晶、電子活性なπ共役構造を導入した液晶性半導体、エレクトレット形成能を有するブロック共重合体をはじめ、柔軟な金属有機構造体（MOF）やイオン・電子伝導性を示す共有結合性有機構造体（COF）のフレキシブル薄膜、熱可塑性低分子物理ゲル、天然高分子多糖ゲルなど、さまざまな自己組織化材料の開発を進めています。材料の分子設計・合成から、構造・物性解析、回路設計、デバイス作製・評価まで、一気通貫した研究開発を行っています。また、放射光施設を利用したオペランド構造解析や、計算科学を活用したデバイス駆動メカニズムの解明にも力を注いでいます。有機・高分子合成技術をはじめ、クロマトグラフィー、核磁気共鳴測定（パルス磁場勾配法によるイオン拡散測定）、熱測定、蛍光分光測定、電気化学インピーダンス測定、誘電緩和測定、電気伝導測定、飛行時間法による電荷移動度測定、トランジスタデバイスの作製・評価、強誘電測定、電界ポーリング技術、レーザードップラー振動計測、電子顕微鏡・原子間力顕微鏡観察、広角・小角X線散乱測定、粘弾性測定、引張試験など、幅広い実験・解析技術を駆使して、新しい材料・デバイスの研究開発に挑戦しています。

液晶の分子配列を活用して「イオンのハイウェイ」を形成する新しい設計概念を提案しました。この概念に基づき、わずか2 Vの低電圧で最大150 Hzの高速屈曲応答を示すフレキシブルアクチュエータを開発し、その革新的な機能をリング型触覚提示デバイスとして実証しました（図参照）。本技術は、遠隔地にある物体を、あたかも直接触れているかのように感じることのできる次世代ハプティクスの実現につながるものです。遠隔医療におけるリアルな触診や、臨場感の高い仮想空間での体験を可能にするなど、より豊かで没入感のある人間―機械インタラクションの新たな可能性を切り拓くことが期待されます。