熱流動態学系｜マイクロ熱工学領域

芝原 正彦（教授）、藤原 邦夫（准教授）

• 芝原・藤原研究室とは？

  熱をテーマに、環境・エネルギー問題にアプローチ。

  今、持続可能な社会の実現を目指して「省エネ・創エネ」が注目されています。どうすればエネルギーを効率的に生み出し、利用することができるのか。そこでポイントになるのが「熱の伝わり方」です。この研究室では、原子や分子レベルの非常に小さなスケールから、大きいものは発電炉などのプラントサイズまでを対象に「熱伝導・熱伝達・熱ふく射」といった「熱の伝わり方」を研究しています。材料や物質によって、熱の伝わり方は多様です。コンピューターシミュレーションを用いて熱を可視化し、熱を効率的に伝えたり、制御したりと「熱の伝わり方が最適化」される物質の構造についての研究にも取り組んでいます。「省エネ」をはじめ社会貢献の幅が広く、実社会との接点や応用をイメージしながら研究に励むことができます。

   

  

• 研究室のユニークPoint !

  熱の伝わり方をデザインする。

  熱が使われるシーンは、発電炉から半導体まで規模はさまざま。この研究室では、マクロとミクロどちらも対象にしており、企業や国とも連携しながら研究に取り組んでいます。ナノスケールで熱がどういう風に伝わって、どのように活用できるのかは、研究界でも非常にホットな話題。特にこの研究室では、ナノスケールの小さな世界における熱の伝わり方をシミュレーションや実験によって細かに分析しており、他に類を見ないアプローチを展開しています。ただ伝わり方を研究するだけでなく、新しいエネルギー利用方法や省エネルギー技術の創出など、「熱の伝わり方のデザイン」が研究室の大きなテーマです。

   

  

• 研究室の先輩メッセージ

  最先端の手法を用いて、熱の可能性を見る。

  • 志賀 颯（大学院修士課程1年生）

  「蒸発」に関する研究をしています。蒸発すると熱が奪われて冷却効果があることは知られていますが、冷却効率を高める方法を確立することで、スマホなどの電子機器の熱を下げやすくできたらと考えています。実験ではシリコンを削って100ナノメートルの構造を作成し、水滴を垂らしてどうやって蒸発していくのかを観察。今後、さらにナノスケールの技術開発は発展していくと思うので、最先端の研究に携わりたい人には、ぜひ研究室の扉を開いてほしいです。

  • 中村 海斗（大学院修士課程1年生）

  水蒸気から水になる「凝縮」を伴う現象について研究しています。凝縮といった相変化を伴うと、小さい温度差の中でも大きな熱量を輸送でき、そのメカニズムは冷蔵庫や空調などさまざまな機器に用いられています。シミュレーションを使った研究と比較しながら、ナノスケールの凝縮に関する実験をしています。研究に対するアプローチの幅が広いのは、いろんな視点から現象に迫ることができておもしろいです。

  • 藤井 祐作（大学院修士課程1年生）

  シミュレーションといっても手法は多様で、わたしの研究では「触媒反応」という化学反応を扱っています。特に自動車に使われる触媒を研究対象としていて、触媒活性が向上できれば省エネルギー社会の実現や、貴金属の使用削減など社会貢献が期待できます。前例がない研究なので、はじめは苦労しました。論文を調べたり、化学反応を扱うシミュレーションを開発した海外の先生に話を聞いたりと、研究のプロセスを自ら学び考えながら、日々研究がブラッシュアップされているのを実感しています。