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LED製品

LEDは電気をかけた時に光る(発光する)半導体から出来ている装置の事です。最近は、炭素と水素から出来ている有機物の半導体を使ったLEDも作られています。(OLED)少ない電気で明るく光る照明で、蛍光灯よりも寿命が長いことなど省エネ製品の代表として、注目されています。車のライト、信号機など交換がしにくい所などで、LED製品が活躍しています。LED製品を作るには「材料工学」「電気電子 工学」「合成化学工学」「半導体工学」「物理工学」等の先端技術が使われています。

光ファイバー

光ファイバーは石英ガラスやプラスチックを素材として作られている、光を伝えることのできる素材です。光は通常まっすぐにしか進みませんが、光ファイバーは自由に曲げることができるので、光を電線に沿うように遠くまで伝えることができます。インターネットやテレビなど、通信システムの根幹を担う、最も大切な素材と言えるでしょう。光ファイバーの材料の開発では、太さを大きくすることや、コストを低くすること、また曲げや熱に強いこと、長寿命化、といった改良によりさまざまな機器への応用も期待されています。

海水淡水化

この分離膜はナイロンやポリエステルなどの繊維を作る技術が応用することで、水分子だけが行き来のできる特殊な分離膜が作られます。この分離膜を用いて海水から真水をつくることができます。また汚染された水をきれいに浄化することもできるので、排水の再利用などにも用いられています。水資源の枯渇は世界的な問題となっていますが、繊維のもつ機能は、このようなところにも使われているのです。

ゲーム機(DS、プレーステーション)

ゲーム機は、ゲームを楽しむための機械の事です。ゲームを楽しむには、ゲーム機だけでは出来ません。ソフトウェアという機械を動かす命令を書いた指令書が必要なのです。最近では、ゲームセンターの大きなゲーム機を使わなくても、身近なコンピュータ、携帯、スマートフォンなどでも楽しむ事が出来ます。ソフトウェアもお店で買わなくても、通信を利用して手に入れたり、買った時から機械に内蔵しているものも沢山あります。脳のトレーニングなどに役立つゲーム、人を癒してくれるゲームも開発されています。ゲーム機を作るには「機械工学」「電気電子工学」「情報工学」「デザイン工学」などの最新技術が必要です。

スーパーコンピューター

スーパーコンピューターとは計算速度がきわめて速いコンピューターのことで、コンピューターシステムの中でも特に大規模な、高速な演算処理(ハイパフォーマンスコンピューティング)を行うために設計されたコンピューターの総称です。略称で「スパコン」とも呼ばれ超高速の演算能力は、気象予測、科学計算、宇宙開発、遺伝子解析、物理シミュレーションなど、高度な分野での計算に利用されています。

ロボット(ホンダアシモ)

ロボットとは、人の代わりになんらかの作業を行う装置や、人や動物のような働きをする機械のことで、産業用ロボットからASIMO(本田技研工業)のような人型ロボットまでいろいろなタイプのものが開発されています。より高性能なロボットの開発には、ボディとなる軽くて丈夫な新素材の開発や、外部の情報をキャッチし認識・知覚する人工知能の開発、駆動システムなどの制御方法の開発など「材料工学」「情報工学」「機械工学」「電気電子工学」など多岐にわたる分野での最新の研究成果が必要になります。

空気清浄機

空気には小さなホコリ、ダニの死骸、杉や檜の花粉等、体の中に入ると健康を害する物質(アレルゲン)がたくさん含まれています。これ らの汚染物質は、空気の流れを興し、フィルターを通過させることにより取り除くことができます。 空気清浄機とは、この働きをする装置です。産業用 のクリーンルームを作る空気清浄機は、1立方フィートの空気中に含まれる粒径0.5μm以上の塵埃を1個以下にすることができます。

太陽電池

太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で、電池交換や給電線がいらないため、利便性やコスト削面で他の電池をリードしています。この光から電気への変換は、主に電池を構成している半導体と電子の働きによります。より効率的な電池の開発には、半導体や有機色素など「材料工学」「応用化学」に関する深い知識と研究が必要です。近年求められている低炭素社会を実現するためにも、太陽電池の需要は今後益々高まるでしょう。

炭素繊維

炭素繊維は、文字通り炭素からなる繊維です。アクリル繊維またはピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料に、何度も高温で蒸し焼きにして余分な成分を取り除き炭化して作った繊維です。「鉄よりも強く、アルミよりも軽い」と言われる様に非常に軽量で、強度と弾性が高いのが特徴です。その上、錆びない、熱に強い、といった特性があり、主にプラスチックとの複合材料として使用されています。このような特性を生かし、今ではゴルフクラブのカーボンシャフト、テニスラケット、航空機などに用いられています。

スマートフォン(携帯電話)

これまでのモバイルフォン(携帯電話)は、電話にコンピュータの機能を足したものでした。スマートフォンは、電話の 機能を持つ超小型のコンピュータといえます。Windowsパソコンと同じように、コンピュータを働らかせるソフトウエア(アンドロイドや iOS4等)があり、その環境の下で、インターネットやモバゲーやその他の色々なアプリを動かすことができます。

ハイブリット自動車

電気自動車は電池(リチウム電池やニッケル水素電池)に貯めた電気エネルギーを使って走らせます。ところが、 電池の性能が高くないために長い距離を走れません。この欠点を補うために、低速走行には電気モーターを、高速走行時にはガソリンエンジンを、その 中間では二つが一緒になって働くシステムが開発されました。これがハイブリッドシステムで、これを用いて超低燃費の自動車が実用化されています。

水浄化機

河川の水を私達の家に届ける際に、水の浄化・消毒を行い、安全な飲み水にする装置が水浄化機です。沈殿やろ過を用いてゴミを取り除き、さらに薬品を使って水に溶け込んでいる有害な物質の除去・殺菌を行うことで、水をきれいにします。沈殿やろ過には、ものの流れ方を解明する「流体力学」が、有害物質の除去・殺菌には、フィルタや逆浸透膜の開発や物質の化学反応を解明する「物質工学」が使われています。これらの学問から生み出される技術によって、私達は安全な水を使うことができるのです。

生分解性繊維

通常のプラスチックは生物は分解することができませんが、微生物の分解をうけることのできる特殊なプラスチック素材が生分解性繊維です。自然環境中におかれても、やがては分解され自然に還るという性質を持つので、生ごみ用のゴミ袋や、農芸・園芸材料などに使われています。体内に埋め込まれた場合も分解されるので、手術用の縫合糸や、患部の保護シートなどにも利用されています。

ガム、チョコレート

チューインガムの主成分は天然のチクル樹脂や、合成樹脂のポリ酢酸ビニルも用いられています。ポリ酢酸ビニルのガラス転移温度は約29℃(これ以下では、ガラス状、それ以上ではゴム状)という性質を巧みに利用して、ガムとして利用されています。噛む前(29℃以下)ではべたつかず、口の中(約36℃)へ入れるとガラス転移温度以上となるため、ガム独特のゴム状になります。チョコレートと一緒にガムを噛むとガムが溶け出しますが、これはチクルやポリ酢酸ビニルが、油溶性のためです。なお、ポリ酢酸ビニルは接着剤としても広く使われています。なお、食品の包装材料として、各種の高分子フィルムが用いられています。

東京スカイツリー

比較的低い東京タワーから送信されている関東エリアのテレビの電波は、高層ビルの増加に伴い電波障害が広がって きました。それを軽減するためにより高い塔が計画され、2008年に建設が始まり、完成後は地デジ用の電波(UHF波)を送信する事になっていま す。塔の高さは634mと自立式の電波塔としては世界一の高さで、日本の建築技術の粋を集めて2011年中に竣工する予定となっています。

人工臓器

からだの臓器の機能をおぎなう装置が人工臓器です。実用化されている人工臓器には、人工腎臓(正確には血液透析器)という血液の老廃物をきれいにする装置や、血液に酸素を加えて二酸化炭素を除くことのできる人工肺という装置、機能を失った血管に代わる人工血管などがあります。

タッチパネル、指紋認証

タッチパネルは、ディスプレイ上に表示するとともに指で触れることにより入力できる2つの機能を有しており、ATMや携帯電話に使われています。指でディスプレイに触れたときの電気抵抗や静電容量など電気的な変化や圧力の変化を利用してタッチした位置を検出します。指紋認証は、読み取った指紋や静脈とあらかじめ記憶させた指紋や静脈の特徴とを照合して本人確認をするシステムです。これらのシステムの開発には、「電気電子工学」、「電磁気学」、「情報工学」などが不可欠です。最近では、タッチパネルで指紋認証をできるように研究が進められています。

新幹線車両(ハヤテ、ツバメ)

日本で開発された時速200km以上で走行する高速鉄道を新幹線といい、線路、運行システム、新幹線車両からなります。高速で走行する新幹線車両は、安全性、高速性、快適な乗り心地を追及して研究が進められ、「のぞみ」、「はやぶさ」、「みずほ」など新しい車両が開発されています。新幹線車両の開発には、「機械工学」、「電気電子工学」、「材料工学」、「情報工学」など工学のあらゆる分野の知識が求められます。

重粒子線がん治療

重粒子線とは炭素イオンなどの粒子を加速させ、高エネルギーの放射線として生成したものです。これをがん患部にピンポイントで照射して、がん細胞を攻撃して死滅させ、切らずにがんを治す最先端の治療法が重粒子線がん治療です。 胃や腸などの不規則に動く臓器などには不向きですが、局所に留まっているがん、従来は難しいとされてきた骨にできるがんにも有効です。正常細胞へのダメージを最小限に抑えることが可能とされ、痛みや副作用もほとんどなく、治療期間が短くできるというメリットもあります。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物、負極に炭素を用いた電池で、充電して繰り返し使用できるため、携帯電話やノートパソコンなどの移動用IT機器のバッテリーとして広く使用されています。リチウムイオン電池は他の電池と比較して、小型で大容量のものを作ることができるため、電気自動車のバッテリーしての利用が期待されています。安全面、コスト面、容量など、何を重要視するかによって正極のリチウム金属酸化物を適切に選ぶ必要があります。 より安全・安価・大容量な電池を開発するため「応用化学」「材料工学」の分野で新素材の開発が進められています。

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これまでもわたしたちの生活を身近に支えてきた”工学” が、これから直面する問題を解決するために重要な役割を担っていると考えます。