‘研究室’ カテゴリーのアーカイブ
堀教授らが飲食店で出る油を効率よく分解する技術を開発した。
今日、飲食店から多くの油を含む廃水が出ている。油をそのまま流したら、油は冷えて固まり下水管がつまるばかりか、環境に悪影響を与える。今までは飲食店で出た廃水はグリーストラップというタンクの中に入れ、表面に時間をかけて浮いてきた油を定期的に人の手で取り除いていた。この作業は悪臭と害虫を伴う大変な作業である。また、次から次へと廃水がグリーストラップに流れ込んでくるので油が表面に浮いてくる時間がなく、あまり油を取り除くことが出来なかった。そして、取り除いた油は産業廃棄物として廃棄されていた。その量は全産業廃棄物の約2割を占める。産業界から油を取り除く作業を楽にして欲しい、もっと油を取り除きたいとの要望があり、油を効率良く分解する技術を堀教授らが開発した。
開発した技術は微生物の力を借りたものだ。ただ単純に油を分解する微生物をグリーストラップの中に入れても、次から次へと入ってくる廃水で微生物は流れ出てしまう。また油を分解するのでグリーストラップの中は酸性になり、微生物には生きにくい環境になってしまう。そこで、酸性の中でも強い微生物と微生物がグリーストラップから流れ出るのを防ぐためのバイオフィルムの開発により、問題の解決を目指した。
名工大のカフェテリアで行われた実験では、バイオフィルムとして木炭を利用した。微生物が活発になるような工夫もしているそうだ。実験ではカフェテリアの営業中に出た廃水を処理し、その効果を実証した。
油は微生物が無害なものに分解するため、省エネかつ廃棄物の少ない環境にやさしい廃水処理が期待できる。今後の実用化が楽しみだ。
あの電気自動車のモータはお父さんが考えたんだよ」と、子供に言いたい。
そう話してくれた小坂卓准教授（電気電子工学科）はとても温かな人で、研究している内容や研究室のことについて楽しそうに語る。今回の研究室の旅ではそんな小坂准教授の研究室を紹介する。
パワーエレクトロニクス
小坂准教授は，竹下隆晴教授と一緒に研究室を運営し，パワーエレクトロニクスについて研究している。パワーエレクトロニクスとは、交流として流れる電気を直流に変え、直流を交流に変える技術であり、コンバータとして広く知られている。例えば、多くの電化製品は直流で動くようにできているが、普段見かけるコンセントとかは交流で電力を供給している。そこで、コンバータを介して交流を直流に変え、電化製品が動くようにしているのである。主な課題は電力変換効率を上げることで、電気の種類を変える際にどうしても生じてしまう無駄を減らす研究をしている。また、必要量の電力を生みだすために電源だけに頼ってしまうと大きな装置が必要となってしまうが、直流を別の直流に変換するコンバータを用いて、より小さな機械で済ます研究もしている。
現在、小坂准教授はトヨタ自動車・電機駆動プロジェクトに関わっており、モータの開発に努めている。先ほどの技術はこの開発の基礎をなしているとともに、世界的にも必要とされるものだそうだ。小坂准教授は「日本の将来のために！」と、研究へのやる気を見せてくれた。
ちょっと変わったイベント
今年から始まったのだが、当研究室では特定の食べ物に絞ってパーティを開いている。４月はお好み焼き、5月はパスタ、７月は肉を持ち寄って焼く、という具合だ。余談だが、小坂准教授が７月に何の食べ物でやったか話すとき「焼肉」と言いかけて「肉を持ち寄って焼く」と言い直していた。このパーティがどれほど自由な感じでやっているのかが伝わってきたし、楽しそうに思える。ちなみに、次回の食べ物が何になりそうかは小坂准教授にも予想できないという。つい、このパーティがどうなっていくのか気になってしまった。
正督教授(環境材料工学科:セラミックス基盤工学研究センター)が焼成工程不要のセラミックス製造技術を開発した。
この技術は焼くことを前提としていた今までのセラミックス製造技術を覆す、まったく新しい技術である。この技術を完成させるまでのエピソードを紹介していきたい。
きっかけはCO2の削減を目指す京都議定書だそうだ。冷暖房の使用を減らすなどの身近でできることもあるが、限界がある。そこで、自分たちの研究でできることを考えた結果、セラミックス製作工程の焼成工程に注目した。この焼成工程には、熱がセラミックスを焼く行為だけに使われるのでなく、装置や空気も温めてしまい、全体のエネルギーの3分の1しか利用できていない。そこで、焼く行為を省くことでCO2の削減を図ったのだ。とは言え、本来は材料を高温にすることで粒子同士を化学反応させたのだが、それができない以上、かなりの工夫が必要となる。
そんな中、生まれた解決方法は、原料をこすりあわせることで、物質表面を構成している結晶を乱すことで反応しやすくすることだ。また、この表面の溶解には水酸化カリウムを利用している。この溶けた物質は時間が経てば原料粉を繋ぐように固化するので、セラミックスが得られる仕組みだ。
このセラミックスにはいくつかの利点がある。まずは分かっている通り、CO2の削減に繋がる点だ。強度等にやや課題が残っているが、無焼成セラミックスは焼成セラミックスの約30%と置き換えることができる。仮に、30%すべてのセラミックスと置き換えることができたら、かなりのCO2を減らすことに繋がる。次に、原料を熱することなく作るので、加熱することで混ぜられなかった原料との混合の可能性が生まれたことだ。これはセラミックスの新しい利用法を展開してくれるだろう。
特に注目したい利点は、無焼成セラミックスが日本で生産できる資源だけで製造可能なことだ。無焼成セラミックスも焼成セラミックスと同じように、シリカとアルミニウムが原料だが、これらは日本で生産可能なのだ。また、水酸化カリウムも海水を電気分解するなどして、簡単に作ることができる。そして、加熱する必要もないから、石油も使わなくてよい。資源不足と言われる日本にもっとも適した製法と言えるだろう。
そんな藤教授は「好奇心からできた案に賛同してくれる人がまわりにたくさんいた。後押ししてくれるし、引っ張ってくれる。だからこそ今がある」と、研究する仲間の大切さを語る。
産学共同デザインプロジェクト グランプリ決定
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産学共同デザインプロジェクト グランプリ決定
今秋の商品化を目指す
「産学共同デザイン ５Ｗ×１Ｈ×３Ｐ」（カケアワセプロジェクト）で商品化案を決定するデザインコンペが４月３日に名古屋工業大学で開かれた。
「５Ｗ×１Ｈ×３Ｐ」とは、企業（Professional）と、学生の個性（Personality）のそれぞれから出る要素（５Ｗ×１Ｈ）を基に商品を生み出し、その過程（Process）を公開しようとする試みである。プロジェクトは、伊藤孝紀研究室、伊藤准教授が主宰する有限会社「TYPEA/B」、株式会社「FLANNEL（フランネル）」が共同で進めている。
当コンペのテーマは「子どもといっしょに使えるソファ」で、グランプリを獲得したのは「スフェリコン・ソファ（仮）」である。このソファは幾何学形態（スフェリコン）を利用した構造となっており、上下に座面を２つ作り、転がすことで座面を切り替えることができるものだ。“転がす”ことによって子供の興味や創造力を生み出そうという発想である。
グランプリを受賞した、同研究室の富田有一さん（社会工学専攻Ｍ１）は、「公募からコンペまでに１か月の間で、テーマに沿ったものを考えるのは大変でした。どの参加者も頑張っている中で、自分の作品が選ばれたのはうれしかったです」と語った。
グランプリ作品は現在製作段階に入っており、10月14～25日に開催される「Nagoya Design Week ２００９」にて完成作品がお披露目となる。また、６月19～27日において名工大図書館でデザインプロセスの展示があり、６月20日には名工大講堂での公開ミーティングを開催し、作品について参加者と議論する場を設けている。プロジェクトを担当する坂井大介さん（建築デザイン４年）は、「作品が生まれてからここまでの流れを口で説明するよりも、実際に見て作品と触れ合って欲しいのでぜひ見に来てください」と語る。
藤本研 全方位推進型水上移動機を完成
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藤本研 全方位推進型水上移動機を完成
現代版水蜘蛛の術！＝水上版「セグウェイ」!?
忍者のように水の上を自由に動き回る。そんな夢のような乗り物を機械工学科の藤本研究室が開発した。藤本研究室の「全方位推進型水上移動機」は、樽状の容器の底部に120度間隔で取り付けられた３つのプロペラを加速度センサを用いて制御し、進みたい方向に体重をかけるだけで、360度全ての方向に進むことができる。
船のように旋回する必要がないためせまい場所でも使用でき、手足を使わずに直感的に操作できるため、操縦しながら両手を使った作業も行うことができる。そのため、入り組んだ河川の水質調査や清掃活動、さらにはアミューズメント等への応用が期待される。
開発は研究室の学生が中心となり約１年前からスタート。堀川エコロボットコンテストで聞いた、「川の上のゴミを、路上のゴミのように歩きながら簡単に拾えれば良いのに」という意見がきっかけで、忍者の水蜘蛛の術のように、水の上を自由に移動できるものを目指した。名古屋市内の堀川や大学のプール等で実際に人を乗せて実験を行い、昨年の９月頃にはほぼ現在の形になったという。「水の上なので、乗っていて揺れるのが最初は怖いかもしれないが、慣れると楽しい。操作に慣れるのにかかる時間は５～10分ほど。水の上でバランスをとりつつ、ちょっとした体重移動で簡単に操縦できるよう制御するのに苦労した」と、開発グループの武居直行准教授（機械工学科）は語る。
「将来的に靴のように履けるぐらい小型化すると、どこへでも持っていけて便利になるのでは」と、藤本英雄教授（機械工学科）は今後の可能性を語る。姿勢を制御しながら自由に移動する基本的な技術は完成しており、現在は共同で製品化を目指す企業を募っている。
柿本研究室 高性能鉛フリー圧電セラミックスを開発
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柿本研究室 高性能鉛フリー圧電セラミックスを開発
企業との共同研究で５年後の実用化を目指す
物質工学専攻の柿本研究室が、鉛フリーの圧電セラミックスで誘電性能を飛躍的に向上させることに成功した。同研究室はニオブ系圧電体を実用化しようと２００２年から研究を行ってきた。
圧電体は動くセラミックスと呼ばれる材料。電気信号を機械的振動に変換するアクチュエータ、機械運動から電気信号に置き換えるセンサーとして家電製品や情報通信機器などに広く使われている。圧電体は鉛を用いたものの方が性能が良いことがわかっているが、鉛は廃棄すると地中で溶けだし川や井戸水に流れると考えられ、人体に有害であるため使用が制限される方向にある。
ニオブ系圧電体の比誘電率はこれまで400程度と、鉛系圧電体の６分の１程度の小さな値であったが、柿本研究室はこれを１７５０まで改良し、材料自体が軽いという特長も活かして鉛系と同等近くまで性能を向上させることに成功した。今の圧電体をニオブ系に置き換えることによって、環境負荷を減らすことが期待される。今後の研究によってさらに性能を向上させる一方、連携企業では安定かつ低コストで量産する製法の研究を行い、５年後にを目処に置き換えたいとしている。
また、ニオブ系圧電体には高温下での動作や、生体適合性など新たな特徴も発見しているため、車載や生体材料など、他分野での使用も目指しているそうだ。柿本准教授は「１つの材料で何でもできる、マルチな材料を作りたい。そして工業材料として世に出したい」と話した。
共同研究には学生も深く関わっている。「私は学生を部下ではなく同僚と思っています」と話す柿本准教授の今後の研究成果が期待される。
藤岡研究室 木の家スクール開催
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藤岡研究室 木の家スクール開催
伝統の木造建築を伝える
伝統的な木造建築を現在も伝承し続けている職人達を招き、木の家をどう作り、どう住まうのかを伝える講座「木の家スクール」が、建築・デザイン工学科の藤岡研究室が事務局となり開催された。第１回講座が５月30日に名工大17号館で行われ、設計士や大工として働く43人が講座を受けに集まった。木の家スクールは12月４日ごろまで月１回のペースで７回にわたって開催される。
事務局の運営は、藤岡伸子教授を中心に学生のボランティアスタッフが行う。今回は名工大の17人の名工大の学生が参加した。建築・デザイン工学科の２年生は「木造建築に興味があったのでボランティアをやろうと思った」と話した。藤岡教授は「大学では伝統的な町場の木造建築を教えていないので、林業や農業と結びついた日本の伝統的な家づくりと循環型社会について学生に目を開いてもらえる機会になれば」と語った。
第１回のタイトルは「風土に根ざし、職人と作る家づくりの物語」というもので、伝統的な構法について参加者との質疑も交えながら講演が行われた。講演を行った、きらくなたてものや・日高保さんは「現代の家づくりは、早く安く高機能な家を作ることができる反面、その土地の気候風土に合わないなどの問題も抱えている。最も大きな問題は、数年前の耐震偽装問題により、家を作る人に対する不信感が大きくなったこと。大工のほか、左官や瓦屋、硝子屋、電気屋といった家をつくるいろいろな職人たちと建主の関係を深めることが大切」と話した。
講演の途中では、木組みや壁塗りの体験も行われた。釘やネジを使わず木だけで組み上げていく珍しさに参加者は興味を示していた。ボランティアの学生も参加者に混じって体験した。途中、見学していた大工からもアドバイスが出る場面もあり、相互に学びを高め合っていた。
木の家スクールの期間を通しての参加の申し込みは終了しているが、９月26日の一般公開講座は誰でも聞くことができるので参加してみてはいかがだろうか。また、スクールのお手伝いをしてくれる学生ボランティアは随時募集している。興味のある人は藤岡教授（fujioka【あっと】nitech.ac.jp）まで。
