機械システム工学の技術は自動車やロボットなど人の生活の向上のために使われ、様々な分野で我々の社会を支えています。その中でも私の専門は人工心臓などの医用機械で、「人の生命・生活を支えるライフサポート技術」に関して研究しています。新しい医用機器やその仕組みを創造するためには、基礎知識・学力はもとより克服すべき問題を明確にして、自分で解決する力が必要です。茨城大学工学部機械システム工学科では学生諸君の基礎力や応用力・問題解決力を鍛える教育カリキュラムを用意しています。 人の命や生活を支えることはとてもやりがいがある仕事です。君も我々と一緒に勉強・研究をして、社会に役立つ高度専門技術者として羽ばたいてください。

●研究室で開発中の磁気浮上型人工心臓と磁気浮上モータ

資源量が豊富な元素を使った新しい半導体を用いて、安心して手軽に使えるエレクトロニクスデバイスを研究しています。最近は、にがりの成分として海水中に多量に存在するMg, 乾電池に広く利用されているMn, 水晶などの形で地殻中存在量の約28%を占めるSiを使ったマグネシウムシリサイド(Mg2Si)やマンガンシリサイド (MnSi1.75-x)に着目して、体温などの廃熱で発電する熱電電池、夜間の監視や自動運転のモニタリング等に利用できる赤外センサの開発を進めています。特に我々の研究室が世界で初めて作製に成功したMg2Si赤外センサは波長2μm域で手軽に利用できる高感度のセンサとして今後の発展が期待されています。

「材料」は、構造物や機械の根幹を支えていたり、デバイスの機能を担っていたりと決定的な役割を果たします。材料中には様々なスケールの｢構造｣があり、材料の特性を左右します。私たちは、構造を制御し望まれる特性を引き出す研究をしています。それには、構造がどのように形成される？なぜ特性に影響する？の理解が不可欠です。

エネルギーの有効利用やCO₂の削減は、現在人類の最重要課題です。人類が日々消費する様々な形態のエネルギーの約60%が最終的に熱として捨てられています。この多種多様な熱源からの廃熱を発電に再利用できれば、上記問題の解決の一助となるでしょう。

材料に温度勾配を与えると、その方向に電流が生じること(ゼーベック効果)があります。これは温度差発電(熱電変換)に利用できます。熱電変換による廃熱発電が普及すれば、大きい省エネルギー効果が見込まれ、人類の重要課題の解決に大きく貢献できると考えています。

暗号というとスパイ映画など特殊な世界のイメージがあるかもしれませんが、実際には私達の生活に無くてはならないものとなっています。例えば、写真をSNSで共有するとき、その内容は「暗号化」され、当事者にしか見えないようになっています。また、正しいサイトに繋がっていることを「認証」によって閲覧者は確認することができます。本研究室では、暗号理論に基づいた、より安全で安心な「認証付き暗号化通信方式」の研究に取り組んでいます。様々な方式が世の中では利用されていますが、安全性の検証は非専門家には困難です。数学とプログラミングを道具として、誰でも計算機を用いて安全性を自動検証することができるツールを研究しています。

地域に根差した魅力的な建築都市デザインを創造する

当研究室では、建築デザインの提案をはじめ、建築デザイン案の実現化に向けた社会との関わり、更には実際に施工するプロセスを通したモノづくりとの触れ合い、建築デザインの創造を他者と共感し合うストーリーテラーとしての関与など、建築都市デザインに関わる一連の流れを実践しています。

2017年には、第110回の笠間の菊まつりにおいて、菊の展示空間をデザインしました。写真1は建築図面と模型を用いて、菊まつり連絡協議会に対して建築空間デザイン案のプレゼンテーションを行ったときのものです。写真2は建築空間デザイン案に基づいて、実際に菊の展示空間を施工している風景です。菊まつり開催中、茨大生達は伝統的な菊と空間作品のストーリーテラーとして笠間の街に現れます。