ナノテクノロジー

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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    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

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    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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    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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    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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    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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    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

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    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

    • 生物科学コース
    • 自然・生命
    • ナノテクノロジー

    植物の立体構造を測っています。
    単位は細胞
    細胞の立体配置を可視化したモデルを造っています。

    植物は細胞壁をもつため、細胞を特定の方向に切り分ける(細胞分裂する)ことによって立体的な形や内部構造を作ります。近年のイメージング技術の進化によって、生きたまま個々の細胞の立体配置を調べられるようになりました。3D画像や模型をつくって器官ごとの立体構造を作り出す仕組みを調べています。
    執筆者:小藤 累美子 助教
    生命理工学類
    植物発生生物学研究室

    • 物理学発展プログラム
    • ナノテクノロジー
    • 物性

    固体や液体の表面で起こっていることを測っています。
    単位はpNやaJ.とにかくちっちゃい相互作用
    ナノメートルスケールの表面・界面で成り立つ物理を創っています。

    固体(結晶)の中身と表面ならどちらが調べやすいと思いますか?目で見える表面の方が調べやすいと思いますよね。でも逆なんです。X線による結晶の中身の原子レベルの構造解析は100年の歴史を持つのに対して、表面の原子配列を直接見られる様になってまだ40年ぐらい。表面は反応の舞台でもあり、不思議なことが起こっています。

    執筆者:新井 豊子 教授

    数物科学類
    ナノ物理学研究室

    • 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

    • ヒューマン・エコシステムプログラム
    • 医療・バイオ
    • ものづくり
    • 機械・航空宇宙
    • ナノテクノロジー

    鼓膜の動きやすさを測っています。
    単位はHzとdB
    赤ちゃんからお年寄りまで使える耳の診断装置を創っています。

    学校の健康診断で聴力検査をしたことがありますよね。高さの異なる2種類の音(1 kHzと4 kHz)を聞き、聞こえたらボタンを押すという検査方法です。では自分でボタンを押せない赤ちゃんの聴力はどのように調べたらよいでしょうか?もし聞こえが悪かった場合、耳のどこが悪いのでしょうか?これらが分かれば、早期に適切な治療を行うことが可能となります。わたしたちは、力学的アプローチで独自の診断技術の開発に挑戦しています。

    執筆者:村越 道生 准教授

    フロンティア工学類
    生体機械工学研究室

    • 電気電子コース
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    ダイヤモンドでできたデバイスを測っています。
    単位はキラキラ
    カーボンでカーボンニュートラルの社会を創っています。

    ダイヤモンドの合成からデバイス作製、評価まですべて研究しています。2050年の社会を支える技術を創っていきましょう。

    執筆者:松本 翼 准教授

    電子情報通信学類
    薄膜電子工学研究室

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    • データサイエンス・AI

    原子・分子の集まり方を測っています。
    単位はナノメートル
    原子・分子レベルの3次元地図を作っています。

    身近に使われる材料は原子・分子が集まった化学物質です。原子・分子がどのように集まって配置されるかを理解できれば、あたらしい機能性材料の開発に役立てることができるため、原子・分子レベルの3次元地図をつくっています。

    執筆者:淺川 雅 教授

    物質化学類
    界面物理化学研究室

    • ナノセンシングプログラム
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    • 材料
    • 計測

    空気中の微粒子を測っています。
    単位は
    安全・安心・快適な空間を創っています。

    空気中の微粒子はエアロゾルと呼ばれ、PM2。5、花粉、ウイルスなど我々の生活に大きな影響を与えています。これらの新規計測法を開発したり、空気清浄器によって室内を快適空間にする技術を開発しています。

    執筆者:瀬戸 章文 教授

    フロンティア工学類
    微粒子システム研究室

    • 電気電子コース
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    • ナノテクノロジー
    • 材料

    高温プラズマの状態と,生成したナノ粒子の性質を測っています。
    単位はK,m-3, nm, eV, …などなど
    高温プラズマによって,役に立つ「ナノ粒子・ナノ材料」を作っています。

    高温プラズマは温度が1万度にもなり、なんでも原子の状態まで分解できます。それを制御して「うまく」冷却することで、次世代電池や電子材料用の役に立つナノ材料を大量に作り出すことができます。

    執筆者:田中 康規 教授

    電子情報通信学類
    環境電力工学研究室

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    細菌のオルガネラを測っています。
    単位はナノメートルの多様性
    微生物の地磁気感知の仕組みを解き明かします。

    従来、単純な構造と考えられてきた細菌の細胞は、実は多様で複雑な細菌オルガネラや細胞骨格を持つことがわかってきました。私たちは、「磁性細菌」が作る地磁気感知のためのオルガネラである「マグネトソーム」の研究を通して、細菌がナノメートルサイズのオルガネラをどのように形成し、機能させるのかを調べています。

    執筆者:田岡 東 教授

    生命理工学類
    生体分子生理学研究室

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    新規のプラズマ源を測っています。
    単位はプラズマ
    燃料電池・半導体・電力を高度化するプラズマ・高電圧の技術を創っています。

    新しいプラズマを創って測って制御する技術や、高電圧放電現象を診断する技術を用いて、未来の環境・エネルギーに貢献する基盤技術の創造、及び、電力系統を保護する研究開発を行っています。

    執筆者:石島 達夫 教授

    電子情報通信学類
    環境電力工学研究室