物質の生産プロセスにおいては、反応とともに物質の分離は大きな役割を果たしています。 簡単に利用でき、優れた性能を低エネルギーで実現する分離技術の創成を目指して研究を行っています。
「界面」で生じる物質や熱の移動現象の解析と制御、医薬品や機能性食品・化粧品を上手くつくるための技術、 バイオマスの有効利用技術などの研究を進めています。

自然界に存在する微生物の機能を活かして土壌環境あるいは水環境の汚染修復技術の開発、新しい機能性を有する高分子材料の開発（ドラッグデリバリー、分離材料、CO2削 減、将来に向けて新技術を提供するマイクロカプセル）、新しい電子材料の接着材（人体に有毒な鉛を含まない接着ガラス）に関する研究を行っています。 　これらはプロジェクト研究や民間企業との共同研究という形で推進されております。バイオテクノロジーや複合材料プロセシングを通して、社会の役に立つ新 技術の創出、環境対策そしてエネルギー有効利用という社会のニーズに応え、応用開発を目指しています。

再生医療を実現するために必要な新たな生体組織構築法やバイオマテリアルの開発、環境汚染の改善に利用できる微生物包括カプセルの開発に取り組んでいます。 ●独自の技術により、動物の細胞を包括した非常に細い中空状のファイバーを作製し、それを利用して生体の管状組織の創製を試みています。 ●ヒドロゲルは医療用材料として優れています。しかし、従来のゲルの多くは毒性の高い薬品を含んでいます。そのような薬品を使わずに調製できるゲルの開発に取り組んでいます。 ●福島原発事故により放出された放射性物質による東北地方の汚染が深刻な問題です。これまでに報告されている微生物のなかで最も放射性セシウムを大量に体内に取り込むことができる微生物をゲルビーズ内に包括した新しいセシウム除染材の開発に取り組んでいます。

【エネルギー・物質変換デバイスの合理的設計】持続可能な社会の実現へ向けて、 エネルギー・環境問題や医療・高齢化の問題の解決に貢献するデバイス開発を目指しています。 再生可能エネルギー由来の電力を用いた二酸化炭素の電気化学還元による高選択的な物質生産や、 生体触媒である酵素を用いて生体に安全・安心なグルコース・エタノールなどの燃料を利用する 酵素型バイオ燃料電池の高性能化等を対象に、合理的なエネルギー・物質変換デバイスの機能設計に取り組んでいます。

燃料電池は化学反応のエネルギーを直接電気のエネルギーとして取り出す ため、エネルギー変換効率の高い発電システムです。燃料電池には電解質によりいくつかの種類がありますが、固体の電解質の中を酸化物イオン(O2 －)が電気を運ぶ、固体酸化物形燃料電池(SOFC :Solid Oxide Fuel Cell)を検討しています。電気伝導性を促進するため、SOFCは800~1000℃の高い温度で作動させます。電極など他の電池材料も高い温度での安 定性が要求されるため、材料の選択肢が限定されています。そこで、より低い温度での電気伝導性を高めた電解質材料を使ったSOFCの開発に取り組んでいま す。電解質や電極の材料開発、燃料となる水素の製造法について研究しています。

私たちは企業の方々との共同研究開発により、「熱を逃がす能力が世界一」である「FGHP」の創出に成功しました(Applied Thermal Engineering(2016))。この技術は半導体の熱問題解決の決定的なソリューションとなり得るものとして期待されており、LEDライトにおいては既存ライト比95%もの省エネを達成しました(NEDOプレスリリース(2013))。この様な「冷やす」技術を通じて、カーボンニュートラル社会の実現へ貢献するべく、日夜研究開発に取り組んでいます。

ファインバブルは生物への生理学的作用、洗浄促進、鮮度保持などの特異かつ有用な効果を持ち我が国が世界に先駆けて取り組んでいますが、観測が困難なために現象の理解と設計が進んでいません。■実験と数値計算からファインバブルを用いた化学装置の設計を進めています。■多様にニーズに応じて利用可能な低コストでかつ高性能なファインバブル発生器を複数発明しシリーズ化を図っています。■ファインバブルのうちナノサイズのウルトラファインバブルはその存在自体を疑問視する研究者が多いため、ウルトラファインバブルを特徴づける評価法の研究を進めています。■鹿児島県を軸に地域産業活性化のためのファインバブルの研究開発や技術支援を行っています。

高瀬研究室は、高選択かつ高効率を維持した機能性材料の創成を目指しています。推進する為の鍵は(i)分子が高秩序で配向する自己組織化系材料と(ii) 外部から内部への迅速な物質移動を可能とする担体基板材料(画像; 新規手法を用いて作製したスポンジ状の粒子)の融合にあります。両材料を融合することで誘導される新規機能の原理解明ならびに工学応用への新展開を模索する研究開発に取り組んでいます。