複合材料、計算工学

・複合材料の特性発現に関するコンピュータシミュレーション
　― 繊維強化樹脂の破壊メカニズム
　― 熱伝導性樹脂の伝熱特性
・複合材料を適用した軽量構造物の設計・製造方法
 

2009年　日本航空宇宙学会 第51回構造強度に関する講演会 若手奨励賞
2019年　Composite Award, The Institute of Materials, Minerals and Mining, United Kingdom

機械工学に興味のある学生さんのなかには、将来エンジニアになりたいと思っている人が多いことでしょう。エンジニアとして活躍するには、どんな力が必要でしょうか。当然、高度で幅広い工学知識が重要でしょう。しかし、それ以上に、技術的課題を発見して顕在化し、解決する力が大事だと、私は感じています。このような力を身に着けるには、手と頭を働かせて様々なことを行い、その結果に実際に触れた経験を積み上げていく必要があります。そして、そこで経験した事柄の繋がりを理解し、課題を解決するために、幅広い知識が必要となってくるのです。
私たちの研究室では、このような捉えどころのない大きな力の獲得に、学生の皆さんと共に向き合っていきたいと考えています。スタート地点やペースは人それぞれです。今までの自分とは違うところに辿り着くことが何より大事だと思います。皆さんのこのような挑戦を応援します。

炭素繊維で強化した樹脂による軽くて強い構造、金属の微粒子を添加した熱伝導性樹脂による電子機器の効率的な放熱など、複数の材料を組み合わせることによって、一つの材料には無い特性、機能が実現できます。
もしどんな性質も持たせることができるのなら、あえて役に立たなそうな性質を持たせてみたらどうでしょう。例えば、曲げようとすると捻じれる板、押し縮めると竹のように裂ける棒というのはどうでしょうか。複合材料は、多くの場合、方向によって壊れにくさや変形しにくさが異なるという性質を持っており、この性質を異方性と呼びます。これを利用すると、先ほどの役に立たなそうな材料も含め、様々な材料を作ることができるのです。
ちなみに、新しい技術が思いもよらないところで役に立つのはよくあることです。上で紹介した材料は、実は本当に研究されています。曲げると捻じれる板は、飛行機の翼が空気の流れに対して振動しにくくするために使われており、押し縮めると裂ける棒は、自動車が衝突したときに衝撃を吸収して搭乗者を守る用途などが期待されています。
当研究室では、実験による損傷の観察やコンピュータシミュレーションにより、より軽くて強い複合材料を実現する方法を研究しています。飛行機や自動車などの構造物を軽くする技術を発展させることで、人類の環境負荷の低減に貢献していきたいと思います。