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金属、树脂、セラミックスなどあらゆる素材から新材料を生み出す研究。
超音波を利用したメッキのメカニズムを解明。
「材料」というと皆さんはどんなものをイメージしますか？ 身近すぎて意识したこともないという方も多いかもしれませんが、私たちの身の回りのものは実に様々な材料からできています。私が専门としているのはそういった材料の开発、そして开発した材料が使われた製品の製造プロセスの开発です。
材料开発で求められるのは、従来品よりさらに高机能?高性能であることに加え、製造过程におけるコスト削减や省エネルギー化も実现することです。研究では目的に合わせた材料内部の変化现象のモデル化、材料生产プロセスにおける计测?制御といった、材料工学と机械工学の复合领域の课题を取り扱っています。
まずはじめにご绍介するのは、超音波を利用したメッキ性向上についての研究です。涂装前の自动车を想像してください。自动车のボディは钢板でできています。钢板は安価で高强度、加工しやすいなどメリットも多いのですが、金属なので空気中の酸素と反応してどうしても酸化してしまいます。この腐食を防ぐために施されるのが薄い金属の膜を製品表面に加工する技术、メッキです。メッキを行う际に超音波を利用するメリットとしては、製品表面の不纯物を取り除いたり、涂料を付着しやすくするといったことが知られています。しかし、それがどういったメカニズムによるものなのかは解明されていませんでした。私たちは闯贵贰と共同研究を进め、超音波の振动が键であることを発见しました。超音波の振动によりメッキ素材が均一に涂れ広がりやすくなるだけでなく、钢板表面にできた酸化膜を破壊していることがわかったのです。
実用化に向け検証を繰り返し、性能を満たす材料を作る。
自动车の材料に関连するテーマとして、私たちは复合材料の製造プロセス开発についても取り组んでいます。各国で颁翱2排出规制が强化されていますが、自动车の场合は车体を軽量化することも燃费改善の有効手段のひとつと言えます。大幅な軽量化を実现するためには适切な设计と、必要な性能を満たす新しい复合材料の开発が必须です。研究では违った性质を持つ素材を组み合わせるため、それぞれの特性を理解しておくこともとても大切になります。様々な方法でシミュレーションやモデリングを行い、解析と検証を重ねて必要な特性が満たされるものを作り上げる、これが研究の基本的な流れです。
また、忘れてはならないポイントのひとつに生产时の环境负荷低减があります。地球温暖化が取り上げられるようになってから、ものづくりの现场でも、ここに主轴を置いた製品が数多く开発されています。このように社会问题に贡献できるというのも材料を扱うことの面白さです。
ご绍介した2つに加え、研究室ではセラミックスと树脂を使った热界面材料の开発も行っています。例えば、スマートフォンやパソコンを长时间使用すると机器そのものが热くなることがありますが、これは内部にある半导体が热を持つことが原因となっています。この半导体と放热材の间に热界面材料で作ったシートを挟むと、より効率的に热を放出することができるようになります。热界面材料は半导体とともに注目され、2030年には200％以上のマーケットになると言われている製品なので、実用化に向けた研究もますます発展していくことでしょう。
研究を进めているものについてはすでに特许を取得しており、公司からの问い合わせも増えてきています。社会での実用化という最终目标のため、引き続き公司と共同开発を行いながら研究を进めていきます。
ものづくりに没头できる国际色豊かな研究室。
さて、3つのテーマを同时进行しているこの研究室には30名の学生がおり、うち10名は中国やインドからの外国人留学生です。研究室では英语を使ったコミュニケーションを行うことで、互いへの理解を深めています。また、学会や国际会议での発表に取り组んでもらい、研究に必要な想像力や主体性を养ってもらっています。発表の场に立つということは学生にとってモチベーションになっているようです。もちろん実际の研究では、自身の手を动かしながら体験を重ねることが一番大切です。自分たちで设计し、设备を活用して作ったものがどうなっているか、见て触って分析して确かめる必要があります。投资を抑えながら実用的なものづくりに取り组めるよう、私たちは2年前に新しい装置を自分たちで作り、ラボスケールで実験ができる设备に整えました。超音波が材料に当たる前后の动画が撮影できる装置や、ものに热を加えた状态で圧力をかける装置などがあり、これらを使って研究に打ち込むことができます。卒业后の进路としては公司の研究职に就いたり、开発现场で働く人が多いですね。
私は、材料には社会を変える力があると信じています。谁も作ってこられなかった新しい材料を手がけるという楽しさを感じ、実物に触れながらものづくりをしたいと望む方はぜひ研究室に来てください。全面的にサポートします。
YONG BUM CHOI
材质制御工学研究室 准教授
2001年2月24日 韓国、慶尚大学 機械工学 卒業
2003年3月25日 韓国、慶尚大学 機械工学 博士課程前期 修了
2006年6月26日 広島大学大学院 工学研究科 機械システム工学専攻 博士課程後期 修了
2006年6月1日～2007年5月31日 京都大学エネルギー理工学研究所 产学官连携研究员
2007年6月1日～2020年3月31日 広島大学大学院 工学研究科 助教
2020年4月1日～ 広島大学学術院（先進理工系科学研究科） 准教授
