未来を創ろう！地球を救う科学技術を学ぼう！　国立大学56工学系学部ホームページ

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。

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。

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。

防護服

着用している人を守る衣服が防護服です。消防士が着る防火服、警察や軍隊で使われる防弾服や耐刃衣、放射線作業から身を守る放射線防護服、宇宙での活動に不可欠な宇宙服などがあります。用途に応じて、耐炎性・耐熱性、防水性、力学強度、密閉性・気密性、衣類内部の冷却性能など、さまざまな性能が必要です。

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。

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。

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。

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。

スポーツウェア

スポーツウェアでは、さまざまなスポーツに応じて必要な性能が異なってきます。競泳や陸上競技など激しい動きの伴う競技では、力学強度や伸縮性、流体抵抗が低いことが必要です。汗をうまく吸ったり通したりする機能も必要です。素材や厚み、表面加工、通気性などには競技ルールで制約がありますが、こうした機能を限界まで追求していきます。さらに衣装としてのかっこ良さも大切なポイントです。

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。

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。

ハヤブサ（人工衛星）

ハヤブサは、太陽系の小惑星から土壌などのサンプルを採取して地球に持ち帰るサンプルリターン技術確立をめざして、日本が独自に開発した人工衛星です。地球近くの軌道を公転しているイトカワという小惑星を対象として、日本が世界に先駆けて無人サンプルリターンに挑戦しました。ハヤブサは、２００３年に地球を出発し、燃焼効率の高いロケットエンジンであるイオンエンジンや自分で判断しながらの自律航法などの工学技術を駆使して航行を続け、イトカワとランデブーの後、サンプルを採集して２０１０年に地球に帰ってきました。惑星探査や宇宙開発に必要となる工学技術を実証すると同時に宇宙への夢を与えるプロジェクトといえます。