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PART
5
応用理工学科 / 生産科学専攻 「レーザー/イオンビーム複合成膜加工装置」
地球総合学科 / 建築工学専攻 「構造実験設備」
地球総合学科 / 土木工学専攻 「輪荷重走行試験機」

 
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2つのビームを同時に当てられる希少な実験装置
100万分の1mmの超微細な世界で、分子や原子を操作するナノテクノロジーが21世紀の産業の担い手になる、と期待されている。そのナノレベルでの薄膜の形成とクリーンな表面の加工現象を解明する装置として、大阪大学工学部にある「レーザー/イオンビーム複合成膜加工装置」が産業界から注目を集めている。

「超高真空の中で成膜をしたり、また成膜された基板にイオンビームやレーザーを当てて微細な加工ができるのがこの装置の特長。しかもイオンビームとレーザービームを同時に当てられる装置はとても珍しく、大阪大学工学部が開発した装置ならではのユニークな特性を持っています」と廣瀬明夫助教授。
さらに、この装置には高速ビデオが備えてあるために、真空状態での材料表面が溶けていく過程や加工現象の解明ができるので、反応を見ながら加工ができるスグレもの。この装置があれば、ナノテクノロジーを実現・応用化し、21世紀の「使える技術」にまで高めることが可能だ。ITはもちろん、新素材やバイオ、環境など、あらゆる分野で、その実験結果が利用されていくだろう。
<写真>廣瀬明夫助教授
<写真>レーザー/イオンビーム複合成膜加工装置
<写真>レーザー/イオンビーム複合成膜加工装置
 

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500トンの力を加えて建材の強度を調べる
ビルや住宅などの構造物には、地震などによって大きな力が加わることが予想される。だからこそ耐震性の高いンクリートや木材が必要不可欠だ。大阪大学工学部には、これら素材の強度を調べる様々な試験器がそろっている。

まずは動的加重をして、強度を調べる「万能試験器」。金属疲労による強度の変化などが調べられるほか、最近では木材の強度を調べる機会も増えた。なぜなら、従来は建築材料に使われなかった小ぶりの木も建材として利用できるよう、その強度を測るもので、環境保護の点からも注目されている実験だ。

そのほか「100トン版試験器」では、文字通り100トンの力で押したり引いたりすることで、建材の強度を調べることが可能。さらにその上には500トンの押しの力を試せる装置があり、高強度のコンクリートの試験に利用されている。

大野義照教授は「強度を知るための試験はもちろんのこと、より強いコンクリート部材そのものを、自分たちの手で造る実験にも取り組んでいます」と言う。地震大国ニッポンの救世主となる、強くしなやかな建材が生まれてくるかもしれない。
<写真>大野義照教授
<写真>100t試験機
<写真>100t試験機
 
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日本で初めて開発された道路橋の疲労試験機
<写真>大西弘志助手
道路を取り巻く最大の問題が、交通量の増加と車が大型化してきたことによる傷みの激しさだ。特に道路橋の傷みは大事故につながるおそれがあり、それらを管理する道路公団がその補修のために夜間通行止め工事を実施するなど、膨大な時間と労力がつぎ込まれている。

そこで、トラックのタイヤと道路橋のモデルを造り、その変形やひずみのデータを集めようと、特別な実験装置が日本で初めて大阪大学工学部に造られた。今から20年前のことだ。この装置のおかげで、橋の陥没事故の原因が解明されたり、構造物を保護する新素材の研究開発が進むなど、目に見える社会貢献を果たしている。

大西弘志助手によると「日本中から、あの実験結果はどうなったか、と聞かれます」と言うほど。何しろ、20年経った今、これと同レベルの試験機はようやく10台を超えるまでになったが、研究実績に関しては他の機関の追随を許さず、日本におけるこの種の研究の中心であり続けることに変わりはない。
トラックのタイヤのモデルが、4メートルの距離を1分に23~24回往復し、センサーがとらえたデータによって、道路橋のモデルの疲労度を調べることができる。タイヤには30トンまでの力が加えられる。希少な装置だけに、産業界からの実験依頼も多く、365日ほぼ毎日動いている状態だ。この20年間で、地球から月までを往復できる距離を走行したことになる。

<写真>輪荷重走行試験機
<写真>輪荷重走行試験機
 
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