材料

金沢大学理工学域では、いったい何が行われているのでしょう? 理工学域で研究をしている研究者や学生の皆さんに、聞いてみました。「みなさんはいったい何をはかる?つくる?」

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    • マテリアルデザインプログラム
    • ものづくり
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    • 物性

    材料が流れるまでの時間を測っています。
    単位は
    今までにない面白い機能を持つプラスチックを創っています。

    固体と液体、という言葉はあいまいなものです。実は、石も、山も、プラスチックも、私たちもみんないつかは流れて流体になります。
    流れるまでの時間を制御し、丈夫で延びるプラスチックガラスを開発しています。

    執筆者:伊藤 麻絵 准教授

    フロンティア工学類
    高分子材料物性研究室

    • 応用化学コアプログラム
    • ものづくり
    • 材料
    • 物性

    蛍光の強さと色を測っています。
    単位は強さ
    新しい光反応を創っています。

    有機化合物に光を照射すると、寿命の短い励起状態の活性種が生成します。その活性種が基底状態の分子と相互作用すると、光反応が起こります。また、エネルギーを放出すると、蛍光が出ます。新しい光反応や蛍光物質をデザインしませんか。

    執筆者:前多 肇 教授

    物質化学類
    精密有機合成化学研究室

    • 機械創造コース
    • 機械・航空宇宙
    • ナノテクノロジー
    • 材料
    • 物性
    • 計測

    金属材料のミクロスケールでの変形を測っています。
    単位はひずみ
    壊れにくい金属を創っています。

    金属材料は肉眼では見えないミクロスケールでの構造(微細組織)を有しています。巨視的な変形がミクロスケールでの変形とどのように関係しているかを明らかにすることで、金属材料の変形・破壊の本質に迫り、より優れた金属材料の創製を目指しています。
    執筆者:古賀 紀光 准教授
    機械工学類
    材料工学研究室

    • 生物科学コース
    • 自然・生命
    • 環境・地球科学
    • SDGs
    • ものづくり
    • 材料

    「光合成をする紙」を作っています。

    陸棲シアノバクテリア(イシクラゲ)は、乾燥状態で1 0 0 年以上生存します。「生きた素材」を用いて芸術作品を制作するという着想から始まり、和紙とイシクラゲを複合化して「光合成をする紙」を製作しました。さらに発展させ、照明と湿度によって建物自体が生物のように活動をし、エネルギー循環する未来をめざします。
    https://www.youtube.com/watch?v=FAsWCB6FIpY
    執筆者:坂本 敏夫 准教授
    生命理工学類
    植物生理生化学研究室

    • 環境都市コース
    • 材料
    • 物性

    量子と波動の二重性を測っています。
    単位はナノメートル
    磁石や超伝導体を創っています。

    物質は元素の組み合わせで出来ています。元素はそれぞれ様々な特徴を持っており、それらをうまく組み合わせることによって今まで見たことのない新現象が生まれる事があります。当研究室では周期律表を眺め、ここぞという元素をピックアップし、混ぜたり焼いたり溶かしたりしながら反応させ、強い磁石や高温超伝導体など、色々な新物質を生み出します。

    執筆者:大橋 政司 教授

    地球社会基盤学類
    環境材料学研究室

    • 先端化学コアプログラム
    • 環境・地球科学
    • SDGs
    • 材料

    界面活性剤のはたらきを測っています。
    単位はシャボン
    やさしい界面活性剤を創っています。

    アミノ酸や脂肪酸といった生体材料をもとに、環境低負荷型・高付加価値型の新規界面活性剤の開発を行っています。

    執筆者:太田 明雄 准教授

    物質化学類
    界面物理化学研究室

    • 機械創造コース
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    • 物性
    • 計測

    インピーダンスを測っています。
    単位はΩ
    交流を使って材料の解析を行う手法を創っています。

    交流を使う場合、直流に対する抵抗に相当するものが、インピーダンスです。このインピーダンスを使うと材料の特性を測定することができます。
    執筆者:宮嶋 陽司 教授
    機械工学類
    知的材料システム研究室

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    • 計測

    ハイスピードカメラで変形を測っています。
    単位はμs, μm
    高速変形の解析手法を創っています。

    近年のハイスピードカメラの高解像度化によって、自動車事故レベルの高速変形や破壊を詳細に撮影することが出来るようになっています。車等のボディーには金属材料が多く使われており、その高速変形や破壊に関して、より深い理解を試みます。
    執筆者:宮嶋 陽司 教授
    機械工学類
    知的材料システム研究室

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    • 計測

    プログラムで画像を比較して「ひずみ」を測っています。
    単位はなし(無次元)
    「ひずみ」分布の可視化の材料への応用法を創っています。

    近年のカメラの高解像度化とプログラムによる画像の比較によって、従来は観察できなかった金属材料の変形中の「ひずみ」分布を可視化することが可能になりました。この手法を用いて、金属の変形の理解向上と高強度化を試みています。
    執筆者:宮嶋 陽司 教授
    機械工学類
    知的材料システム研究室

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    • 計測

    レーザーやプラズマを使って作った特殊な薄膜の開発を測っています。
    単位はいろいろ
    腐食しないコーティングを創っています。

    5種類以上の元素を等量含むハイエントロピー合金という材料の薄膜を、プラズマやレーザーを使って作っています。高温まで腐食しないコーティングの実現を目指します。
    執筆者:宮嶋 陽司 教授
    機械工学類
    知的材料システム研究室

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    金属の内部構造(組織)を測っています。
    単位はnm, μm
    より特性が良い金属を創っています。

    金属の特性は、内部構造(組織)によって変化します。そのため、電子顕微鏡等を使って金属の内部構造を見ています。
    執筆者:宮嶋 陽司 教授
    機械工学類
    知的材料システム研究室

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    • 計測

    金属の強度を測っています。
    単位はMPa
    社会の隅々まで使われている構造用金属材料を創っています。

    スカイツリーや明石海峡大橋が実現したのは、その形状を実現できる構造用金属材料の開発があったからです。輸送機器、橋梁、ビル鉄骨等、社会のすみ地味まで使われている次世代の高強度構造用金属材料の開発をしています。

    執筆者:宮嶋 陽司 教授

    機械工学類
    知的材料システム

    • 機械創造コース
    • 機械・航空宇宙
    • ナノテクノロジー
    • 材料
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    • 計測

    金属の電気抵抗を計っています。
    単位はΩ, nΩm
    より電気抵抗率が小さい金属を創っています。

    オームの法則は理科で習っていると思いますが、各金属の電気抵抗率は内部構造(組織)を変えると変化します。より電気抵抗率が低ければ、ジュール熱による損失が減って消費電力を減らせます。それは、回り回って地球管渠保護にも繋がります。
    執筆者:宮嶋 陽司 教授
    機械工学類
    知的材料システム研究室

    • 応用化学コアプログラム
    • エネルギー
    • SDGs
    • 材料
    • 物性

    高分子の熱に対する耐性を計っています。
    単位はジュール
    軽い、硬い、熱に強い高分子材料を造っています。

    高分子材料は社会生活を支える材料の一つです。これまでだったら難しい「熱や応力」がかかる場所でも使える高分子材料は、より軽く安価な工業材料につながる重要なパーツです。研究室では、フェノール樹脂を利用してこの材料の合成や評価を行なっています。

    執筆者:山岸 忠明 教授

    物質化学類
    高分子材料化学研究室

    • 知能ロボティクスプログラム
    • 材料
    • データサイエンス・AI

    順応する機械の実現を図っています。
    単位は柔らかさ
    ヒモで出来たロボット部品を創っています。

    ロボットを取り巻く環境は多様であるため、周囲環境になじむ特徴が重視されてきています。また、様々なロボットを逐一開発・設計するのは大変です。人工筋肉アクチュエータや柔軟センサといった、柔らかい部品を組み合わせることで、様々な環境や用途に順応するロボット機構の開発を行っています。

    執筆者:平光 立拓 助教

    フロンティア工学類
    ロボティクス・メカトロニクス研究室

    • 応用化学コアプログラム
    • 環境・地球科学
    • SDGs
    • ナノテクノロジー
    • 材料

    有機化合物の自在な操り方を図っています。
    単位はSynthon
    世界にひとつだけの有機分子を創っています。

    “限りある資源を有効に活用しながら環境調和にも配慮した「有機合成化学」の技術を開発しています。
    目的分子を合成するために、Synthon(合成単位)と反応をどう組合わすと効果的になるのか、謎解きします。”

    執筆者:本田 光典 教授

    物質化学類
    分子機能解析化学研究室

    • 土木防災コース
    • 防災・社会創成
    • 材料
    • 計測

    構造物が破壊に対してどれだけ強いのかを測っています。
    単位は強靭性
    安全な状態をキープできる構造物の設計法を創っています。

    皆さんが普段どこかへ出かけるときに利用する道路や鉄道を支える構造物や災害から守る構造物を対象に研究しています。これらの構造物の破壊に対する抵抗性を調べるために、模型を製作して破壊実験や数値シミュレーションを行っています。安全で安心な社会生活を保つことができる設計法を提供できるように研究をしています。

    執筆者:栗橋 祐介 教授

    地球社会基盤学類
    構造工学研究室

    • マテリアルデザインプログラム
    • 医療・バイオ
    • 材料
    • 物性

    叩いた時だけ硬い材料の強さを測っています。
    単位はMPa
    アニメに出てくるようなハイパープロテクターを作っています。

    某アニメの世界には、ゆっくり引っ張ると柔らかく装着性が良いが、叩いたときだけ硬くなるハイパープロテクターが存在します。これを実世界で実現するため、手で触れると柔らかく叩くと硬くなる素材を創り上げ、スポーツなどへの展開を目指しています。さて、某アニメとはなんでしょう??

    執筆者:樋口 理宏 准教授

    フロンティア工学類
    ロボティクス・デザイン研究室