自己紹介から現在の活動まで
こんにちは、レンです。サイエンマニアは、あらゆる分野のゲストを招き、リープでマニアの話を届けるポッドキャストです。
今回のゲストは、工学系博士のケコさんです。よろしくお願いします。 ケコさんは、かなりいろいろな活動をされているので、最初に自己紹介をお願いしてもいいでしょうか。
はい、ケコと言います。普段は、某大学の工学系の、機械工学の準教授をしています。4月から準教授になりました。
去年の6月ぐらいから、博士アイドル化計画っていうのに、ちょっと恥ずかしながら、恥ずかしいとか言っちゃいけないかもしれないです。
そこからツイッター活動を始めていまして、それでいろいろ楽しく活動させてもらっていました。
その中で、リスナーにもいらっしゃいますけど、堀先生と盛り上がりまして、2人とも読書が好きということで、最近、よむよむ博士ラジオっていうポッドキャスト番組を始めました。
それもあって、ちょっとレンさんにお声かけいただいたのかなと思っています。
ゴリゴリ本を紹介しているポッドキャストですね。
はい、そうなんです。
ちょっと何か聞きましたけど。
ありがとうございます。堀先生がだいぶアドリブが半端なくて、すごい引き出しが多すぎて。
引き出しすごいですよね。
そうなんですよ。私がああって言って、なんも考えなくても堀先生がすごい話を展開してくれて、本当にすごいなと思っています。
ありがとうございます。
普段は機械系で流体工学とか熱工学に関する研究をしていて、今日は小エネルギー関係の研究とか背景とかを紹介したいかなと思っています。
ありがとうございます。
さらっと博士アイドル化計画とか出てきましたけど、一時期めちゃめちゃツイッターをにぎわせてて。
本当ですか。私怖くてあの時タイムライン見ないようにしてました。
そうなんですか。
叩かれてるんじゃないかと思って、怖いと思って。
でもめちゃめちゃ活躍してるイメージだけ持ってたんですけど、多分それで最初に知ったんじゃないかなと思ってて。
熱エネルギーについて
ありがとうございます。
で、その活動をやってる人がポッドキャストを始めるみたいな。
嬉しい。ありがとうございます。
その多分ツイッター界隈で知ったっていう感じですね僕は。
嬉しいです。ありがとうございます。
レンさんのポッドキャスト私もすごい筋トレしてる時に聞いてて。
筋トレ?
すごい筋トレとレンさんのサイエンマニアでめっちゃ人生が2倍みたいな。
人生が2倍。
人生が2倍効率で活用できてるなと思いながら聞いてます。
なるほど筋トレしながら聞かれてるのか。
そうめっちゃ充実を感じます。
確かにいいかもしんないですね。耳だけでいいから。
本当にすごい面白くて。
ありがとうございます。
あとこの流体系の研究とかですね、工学系の話題、サイエンマニアで出てくること結構少なくて。
ですよね。
割とやっぱ生物系の人とか。
純粋なサイエンスみたいな方が多いですよね。
がかなり多いかなと思ってて。
前になんか原子核物理学とか、あと量子コンピューターの話とかしてくれた方もいましたけど。
あとAIの回とかも面白かったですね。
そうですねAIの回とか。今回は流体っていうことで。
工学系は珍しいですね。
そうですね。全くカバーできてない領域ですね。
それだと話しがいがあるかもしれません。
なんか流れてる物体みたいなくらいしか知らないんで。
ぜひぜひ。
ぜひよろしくお願いします。
お願いします。
じゃあ最初にこのけこさんがやられてる研究ですね。一体どういう研究をやってるんですか。
じゃあちょっと最初にクイズを出そうかなと思って。
レンさんにクイズとか出しても大丈夫ですかね。
はい。めっちゃ緊張するなそれ。
すみません。なんかそう思ったんですよ。
万が一レンさんが答えられないと良くないのだろうかみたいな。
別にいいんですけど、これ何も知らないやつで来てるんだけど大丈夫です。
で、じゃあ力学的エネルギー保存則って習ったじゃないですか。
はいはい。物理でやりましたね。
もし今真空中でボールを持っていて、そのボールがすごく理想的なボールで完全にバウンドしてくれると、何の損失もなくバウンドしてくれると。
それを仮定するとある高さのところからボールを落としたら必ず元の位置に戻ってくるっていうのがエネルギー保存則じゃないですか。
理想のやつだったらってやつですね。
理想のやつだったら。だけど真空じゃない時ということにして、そしたら現実世界だったら絶対ボールはその元の位置に戻ってこなくて、そのうち床に落ちて動かなくなっちゃうじゃないですか。
はい。
はい。それはじゃあ今まであった力学的エネルギーは何エネルギーになってしまったんでしょうという。
何かに変換されてるっていうことだったんですね。
消えてはいないというか別のエネルギーになってるはずじゃないですか。
これは落ちる時に空気とかが普通の世界だったらあると思うんで、落ちる過程で空気と摩擦が発生してて。
そうですね。
まあ熱とかですよね。
素晴らしい。さすが。
あってます?
あってますあってます。さすがレンさんです。熱になってしまうわけですね。
はい。
だから何ていうか、何か全てのエネルギーは最終的に熱になっちゃうと。
というわけで熱エネルギーってエネルギーの墓場っていう風に言われていて、言われてます。
いい言い方ですね。
そう。
エネルギーの墓場。
だから全てのエネルギーはもう最終的に全部熱になって宇宙空間に広がっていって、その宇宙の温度差も全部なまっていって、で宇宙は最後終わるよみたいなんですね。
火力発電と熱エネルギー変換
それを宇宙の熱的終焉っていう風に言うんですけれども。
なのでなるべくエネルギーって熱にしたくないというか、熱にすると使い勝手が悪いような、何かそういうものなんですよね。
扱いも難しいっていう感じなんですかね。
そうなんです、そうなんです。
なんですけれども、基本的に今って発電所の電力って世界では3分の2が化石燃料を燃やしていて、何か火力発電っていうことですよね。
だから熱エネルギーでタービンを回して、そっから電気を生んでるみたいな感じになります。
日本だと原発のせいで7割ぐらいが火力発電に今はなっちゃってますと。
だから熱エネルギーを頑張って電気に変換してるっていう。
そうなんです。
熱効率と発電された電気の利用
それで熱力的にどんなに理想的な熱機関があっても、60何%か忘れちゃいましたけど、それ以上の熱効率にはならないので。
例えば今のめちゃめちゃいい電気タービンとかだったら6割ぐらいの効率があるんですけれども、4割はただCO2になって熱発生してなんとなく空気を温めて出ていっちゃうみたいな。
6割ぐらいなんですね、火力発電とか。
それくらいなんだ。
普通のガソリンエンジンとか悪いやつとかだと、普通の車の熱効率とかも30%ぐらいですね。
で、最近何か名前忘れちゃったんですけど、めっちゃいいハイブリッドのやつとかだと50%って言って騒いで。
めちゃめちゃ燃費がいいですっていう。
そうです。それでも半分は熱とCO2になっておしまいみたいな。
そっかそっか、だから望まない熱がいっぱいあるんですね。
そうなんですそうなんです。
それでその電気を使って電気自動車充電してってやってるからもうどこまで熱で、そうなんですよ。すごく。
確かに身近なとこでもスマホとか充電してたらめちゃめちゃ熱くなったりするじゃないですか。
そうなんですよ。
コンセント差してるとことか、スマホ自体もめっちゃ、今僕のスマホスペース開いててめちゃめちゃ熱くなってるんですけど。
私もかも。
スマホも熱をどんどん発散しちゃってるみたいな。
そうなんです。これもこれで問題なんですよね、スマホの熱とかも。壊れちゃうのでいかに冷却するかみたいなのが主張になっています。
で、すごく熱は無駄に発生して宇宙に消えていって悲しいっていうことなんですけれども、その一方で発電した電気っていうのは約半分が給湯とエアコンに使われてるんですよ。
世の中の?
そうですそうです。
そうなんですか。
家庭とかだと、家庭かな?世界では3分の1なのかな?そうです。だからもう3分の1から半分は電気が物を温めたり冷やすために使われているんだけれども、その一方でめちゃめちゃな量の熱が捨てられているという。
なるほど、熱が捨てられてるっていう感じなのか。確かにな、結局熱で使ってるのか。
そうなんです。で、非常にもったいないよねっていう。
確かにそう言われるともったいない。そう考えたら何やってんだろうみたいな感じしてくるけど。
そうなんですよ。
確かにそうですね。
で、なんかオイルショックぐらいからそれがもったいねえという世論が盛り上がったらしく、なんかその熱を有効活用しようみたいな研究がおそらくそのあたりから注目され始めたとちょっと、私もちょっと調べが甘いかもしれませんが言われていて。
低温熱の有効活用
で、まあ1個のよくあるやり方としては溶油塩って、あ、でもれんさん化学系だからそれはご存知ですよね。溶油塩って言って。
溶油塩だから。
そう、焼酸とかかな、焼酸をめちゃめちゃ熱くして。
溶けてる塩ってことですね。
そうですそうです。溶けてる塩です。なので風力とか太陽光発電っていつでも発電できるわけじゃないので、発電できるタイミングでその焼酸とかを溶かしておいて、熱くしておいて、で500度ぐらいにするんですよ。
それを使って、その熱を使ってタービン回して発電するっていう、なんか蓄熱発電っていうのかな、それで熱を溜めておいてそれを使おうと、それでエコですよねっていう技術があります。
それでもなかなかやっぱその熱の効率とかを完全に解決できるわけじゃないみたいな。
そう、500度にしなきゃいけないというのがまず。
まずそれが大変ですね。
そうなんです。
それね、溶油塩って流動性を保つために、200何十度かはキープしなきゃいけなくて、固まらせちゃいけないんですよね。そうすると流れなくなっちゃうので。
なるほど、キープしなきゃいけないんだ。
そうなんです。なので結構高温にしなきゃいけないという、そういう技術なので、低温排熱というか100度ぐらいとかそれ以下ぐらいの低温熱っていうのは基本的に全部捨てられてて有効活用されてないという問題があります。
低温熱?
そう、100度ぐらい、なんかその500度とかに比較すると100度ぐらいって低温だよねということで。
なるほど。
そう、100度ぐらいのお湯とかあと排熱とかは有効活用する技術がほぼないっていう感じですね。
そっかそっか。
で、それをどうにかしたいよねっていうことでやってるのがなんか機能性流体というもので。
機能性流体。
はい、私たちがやっているような感じなんですけれども、名前の通り機能を持っている流体とか、なんかスマートフルイドみたいなふうに呼ばれたりするんですけれども、それを使って低温熱を利用しようという感じですね。
エコ回路
その低温熱をその流体に移すみたいな話ですかこれ。
そうですそうです、溜めておいて流体に移して必要な時に取り出して使ったりしようみたいな、そういう。
何だろうな、だからめっちゃ熱い、例えばコアみたいなやつがあって、その周りをなんか例えば水とかが流れたらその水が温まって運べるよねみたいな、そういうイメージですか。
そうです、それをもっと水よりめちゃめちゃいっぱい熱を持っていって、かつ取っておけるようにしようみたいな。
確かに、普通の水だと蒸発しちゃったりすぐ冷えちゃったりするけど、熱々のまま運べますみたいな感じですかね。
あと蓄熱っていって、相変化を利用して妖怪熱とか凝固熱ってあるじゃないですか。なのでエコ回路って聞いたことありますか?
エコ回路?
エコ回路。
わかんないですね。
本当ですか、なんかこれは作酸ナトリウム酸水和物とかが使われているんですけれども、それがエコ回路の中に入っていて、整理食塩水パックみたいな胸に入れるようなそういう感じの物体で、中に金属製のパチンパチンできるスイッチが入ってるんですよ。
知ってます?
エコ回路?
僕今回路が完全に電気回路の回路だと思った。
あったかくなる回路っすね。
それです。
あったかくなる回路か、わかったわかった。
あれなりますね、パキパキやって。
なぜか電気とか何も使わってないのにあったかくなるぞみたいなやつですね。
そう、あれです。
完全に今液体がぐるぐるしてました、頭の中で。
よかった、すみません、ちょっとわかりづらくて。
わかりましたわかりました。
熱利用技術の問題点
あれは総変化、個体になるときに熱を発しているわけですよね。
なので、線熱を利用するとすごく、圏熱に比べてすごくたくさん熱を蓄えることができるんですよね。
なるほど、だから行ったり来たりさせてうまく熱を使うっていう。
エコ回路は固まっちゃうと流動性が保てないので、流動性を保って総変化させようっていう試みがあって、それが総変化エマルチョンとかいうものなんですけれども。
総変化エマルチョン。
エマルチョンはご存知ですよね。
あれですね、水と油混ざってますみたいなやつですよね。
そうです。だからそのエマルチョンの油が総変化物質になってるみたいなやつです。
なるほど、いい感じの割合で入ってて。
そうです。
っていうことですね。
なので、エマルチョンだと固まっても流動性が保たれるじゃないですか。
で、めちゃめちゃ熱を運べるよねみたいな、そういう技術ですね。
なるほど、だからガチガチになっちゃったら運べないし、エコ回路だったらパキパキできないし使えないみたいな。
でもエマルチョンも、これはこれでいろいろ問題があって、エマルチョン同士が合体しちゃったり、
あと油が使われてるので、合体っていうのはあれです。
エマルチョン同士がくっついて、どんどん大きい粒になってっちゃうんですよ。
なんか油の塊みたいになっちゃうみたいなイメージですかね。
そうです。
あとは、油が可燃性があるから危ないとか、そこまで気にしてたら大変ではあるんですけど、危ないとか。
あとは、油だから熱伝導率があんまり良くなくて、そういう冷媒としてあんまり好ましくないとか、いろいろ問題がありますと。
で、あんまり実用化されてないんです、総変化エマルチョンは。
磁性流体とその問題点
で、もう一個紹介すると、磁性流体っていうのがありますと。
磁性。
ご存知ですか。
磁性って磁石の磁ですか。
そうです。磁石の流体。
磁性があるもの。
そうです。なんかめちゃめちゃ鉄粉が死ぬほど細かくなって、液体中に分散されてるやつで。
なんか身近にありますかね。
あれ、よく化学系おもちゃとかで出てくるんですけど、液体そのものが磁性を持ったように振る舞って、たぶん磁性流体で検索するとよくスパイク現象の写真が出てくるんですけど、それ見たらバーンってなる気がします。
なんか黒いトゲトゲになりますみたいなやつですね。
そうです。
ありますね。
ありますよね。
そっかそっか。
あれが磁性流体。
そうなんです。あれ、化学のおもちゃでしか見たことない人が多いと思うんですけど、あれも機能性流体としていろいろ活用先がありまして、それを熱利用技術にも使おうっていう流れがあります。
磁性関係あるんですか。
そうなんですよ。磁石に引き寄せられる力を、なんか磁化とか言うんですけど、その磁化っていうのが温度依存性があって。
これは聞いたことある。あれですよね。
本当ですか。
磁石にクリップとかをつけたらピタってくっつくけど、クリップめっちゃくちゃ温めたら磁石にくっつかなくなりますよね。
素晴らしい。そうなんですよ。
それか。
はい、そうなんです。なので、温度差があると、磁石に引き寄せられる力が非平行になるじゃないですか、そうすると。
そうすると勝手に力のつり合いが成り立たなくなるので、中で磁性流体が電力もなく動いてくれるという。
なるほど。
そう、これを利用してポンプに使おうとか、冷却システムに使おうとか、そういう試みがあるんですよ。
面白。
はい、ありがとうございます。
面白いですね。
はい、だけどこれもやっぱり実用化されてなくて、ずっと磁場かけてると中でめちゃめちゃ磁性粒子が集まって、なんかドロドロになって、なんか流れなくなっちゃったりするんですよね。
それはなんか大問題だ。
そういう地味なことがあって、できないと。
困ったぞ！研究の背景と入門
でも、そっか、ずっと磁力当てちゃうと、やっぱ固まっちゃうんですね、ああいうやつの。
そうなんです、なんかじわじわ集まってギチギチになって、なんかアスファルトみたいになっちゃうんですよ。
そうなんだ。
そうなんです。なんだけど、中がわからないという、普通の粒体計算はよくされてるんですけど、こういう磁性粒体とか層変化エマルジョンみたいな不透明で、かつなんかいろんな個層と液層とかがぐっちゃぐちゃになってるような粒体って、もう中でどうなってんのか意外と予測がつかないっていう問題があって。
それはもう見にくいからっていうことですか?
そう、実験で検証できないっていうのがまず一つあります。
そうなんだ。
あと、粒体シミュレーションでも、なんかすごく、一粒一粒の粒子の動きと、粒体の流れを別々に勘案して、3次元で計算するっていうのが、意外ともうできてなくて。
めっちゃ大変そうですね、でもそれ。
そうなんですよ。だから、意外とすごく単純な系でも、予測できてなかったり分かってなかったりするんですよね。
そうか、だから、ただの液体だけだったら予測しやすいけど、ちょっとでもなんか、なんだろう、味付けというか、なんかつぶつぶみたいになってると、そのつぶつぶ1個1個がどうやって動くか予測しにくいから、結構予測が難しいみたいな感じですかね。
お、さすが。
禁じしにくそうっすもん、なんか。
そうですよね。
なんとなくですけど。
本当にそうで、実際本当にそうで。
粒体計算は、連続体を仮定してやる場合が、まあまあ多いので、こういう場合は結構難しいことになっちゃいます。
なるほど。
で、困ったぞというのが、前半というか、そうそう。
困ったぞ。
困ったぞというのが、そう、背景ですね。
なるほど、これを、じゃあどうすんのっていう話ですか。
そう、じゃあどうすんのという話です。
おー、気になる。
はい、ありがとうございます。
で、私がどうしてこういう研究をするようになったかみたいな話をちょっとしていこうかなと、大丈夫ですかね。
いや、確かになんか気になりますよね。そもそも、どこからこういう分野入るのかなみたいな。
もう完全にたまたまではあるんですけど、まあそのたまたまの話をしていこうかなと。
可視化計測と流体の研究
最初は私、何か可視化計測みたいな研究をしていて、今もしてるんですけれども、計測系の研究をしてました。
可視化計測が見えるようにするみたいな。
そうです。で、一番メジャーで分かりやすいのだと、PIVっていうのなんですけれども、パーティクルイメージベロシメトリーっていって、粒子画像速度計測法っていうんですが、レンさんそれは知ってますか。
いや、初めて聞きました。
それは流体計測では定番なんですが、なんか流れの中に粒とかトレーサー粒子を入れてしまって、それをカメラで撮影して、その粒子画像から速度分布を実験的に出すみたいな、そういう方法ですね。
トレーサー粒子っていうのはだから見やすい目印みたいなことですか。
そうです。もう普通に粉みたいなのを分散させて、粉の画像を撮って、画像処理をして速度場を出すみたいな。
そういうカメラと光源を使ったような計測ですね。可視化計測っていうのは。
そんな感じで速度場はまあまあいろんな方法が確立されてるんですけれども、スカラー量というか、温度とか圧力分布とかも計測するっていうことをやってまして。
圧力も。
そうなんです。JAXAでインターンシップに行ってて、そこから始めたんですけれども、航空機の表面の圧力分布とかが分かるみたいな実験で、そういう方法。
そんな分かる、どうやってやってるのか全然想像つかないですけど。
従来の方法だと普通に圧力センサー1000で入れるんですけれども、この可視化の方法だと酸素濃度に発光量が依存するような蛍光剤、ハッキンポルフィリンで、レンさん化学系だから知ってるかも。
ハッキンポルフィリン使ってるんだ。
そうなんです。
分かりますよ、ポルフィリンはでっかい輪っかみたいになってて、真ん中に金属とか入ったりするやつです。
そうですそうです。あれ化学だと何に使うんですか?
あれは光合成とかよく出てくるイメージありますけど、光とかが当たったらこういう性質持ってますみたいな研究とかやられてるイメージありますね。
確かに、なるほど。何でしょう、中が固体の状態でイオン化してるから、物に溶かさなくても発光するみたいな特性がありますよね。
あれ不思議ですよね。
だからそれをセンサーに使いやすいというか。
なるほど。
そのハッキンポルフィリンを航空機の模型の表面に塗り付けて、それで圧力、酸素濃度が変わると発光量が変わるので圧力分布が分かるよみたいなそういう計測法。
めっちゃ高いんですよね。
高そうだなと思いました、ついに。
ハッキンポルフィリンが異様に高くて。
絶対そうですよね。しかもそんな航空機みたいなやつに塗る量ってえげつない量じゃないですか。
でもまあ航空機のより小さい模型にして。
ああ、模型か。
やりますね。
さすがに全部塗ったらやばい。
そうなんですよ。
でもそれ塗ってそれを撮影してみるとどこにどれぐらいの圧力かかってるっていうのが見たらわかるみたいな。
そうです。
めっちゃ面白いな。
特殊な蛍光剤を使った温度計測
ありがとうございます。
こういう物体表面の近傍の物理条件というかそういう境界条件みたいなのですごく物理的に重要なので正確に測る必要があるみたいな感じですね。
すごいなんかサーモグラフィーみたいに見えるってことですよね。
そうですそうです。
すごいな。
でまあそれと同じのリレー温度とかも測れるんですよね。
それでまあ温度計測がすごい私は売りというか売りでやってきたんですけど。
なんか温度計測ってまあ結構簡単にできそうじゃないですか。
なんかサーモグラフィーとかを見てると。
そうですね最近至るところにサーモグラフィーありますよね。
そうなんですよ。
お店の前とか。
はい。
そうだから別に温度測ってるの全然面白くなさそうっていう反応をよく受けるんですけれども。
なんか実はあのサーモグラフィーって結構精度あんまり良くないというかあのすごく正確に取るのは難しくって。
ざっくりなんですね。
そうざっくりらしい。
ざっくりですよね。
そう。
表面温度しか取れないっていう問題がありますね。
ん?中身はわからんっていう。
そう中身はわからないです。
そうですね。
だから流帯の中の好きな場所の温度って測れる手法がほとんど存在しないんですよ。
中身をそもそも見たいっていう感じなんですね。
そうなんですそうなんです。流帯系だと中の温度がどうなってるのか知りたいみたいな。
まあ確かにそうですね。
確かにねそこ必要性が確かに分野外だと分かりづらいですよね。
そこは重要だな。
それは表面とかだったら冷えてるよなみたいな想像はつきますけど。
確かに。
そうっすよね温度計ぶっ刺すだけにもいかないですよね。
そうなんですぶっ刺すと流れも乱れちゃうしみたいな。
ですよね。
温度計自体が熱を持ってるので。
確かに。
急速に変動するような場だと全然追いつかないみたいな問題が。
確かにな何度か分かんない問題ありますね。
そうなんです。
それでまあ困ったぞという。
それで他に水の温度を測る技術はあるんですよ。
水の中の温度ですか。
それもPIVみたいにやるんですけどローダミンB知ってますよねローダミンB。
ローダミンBも知ってるぞ。
ちょいちょい知ってる単語で。
ローダミンBはでも普通に色相みたいな感じですよね。
そうですそうです。
ローダミンBってあれ温度依存して発光強度が変わるんですよ。
なるほど。
蛍光ペンのピンクみたいなやつですよね。
そうあれを水の中に溶かしてレーザー入れて発光から温度見るみたいな。
そうやって使うんだ。
生物系におけるローダミンの利用
そうなんです。
なんか僕は割と生物系に近いところの科学をやってたりするんで。
ローダミンといえばなんか例えば体の中に何か入れるとしたらそれにローダミンちょっとくっつけれるとかあったらくっつけて。
例えばそのくっつけたやつをなんだろうなマウスみたいに投与したらこれどこに行くのかみたいな研究とか。
なんていうか体の中の位置を追うみたいな。
そうなんですか。
機能性粒子を使った温度と速度の同時計測
どこにもくっついちゃうような印象があるんですけどなんかターゲットにくっつけることができるんですね。
どこでもくっついちゃうんですけどなんて言うんだろうな。
ローダミンからなんか手生えてるみたいな。
そういうのを作るんだ。
そうですねなんかローダミンじゃなくていろんな色素からなんかちょっとくっつけれるようのまあそのコンセント的ななんかがついてて。
それが市販されてて。
で自分がその調べたいやつにそれをカチッとくっつけて使うみたいな。
えーそれやりたいそうなんですか。
みたいなよくそういう使われ方をしてますね色素は。
えー。
だからそっか流体系だとそれそのものを使っちゃえばいいやっていう感じだから。
そうです溶かしちゃうみたいな。
なるほどなるほど。
それでまあ温度は測れるわけなんです。
えー面白いな。
はいだけど水にしか使えないしあとこうものすごい複雑な流れを知りたい場合にその時って否定状な流れのことが多いんですよね。
なんかよく知りたいのは否定状の流れというかなんかぐちゃぐちゃ乱れるような流れとか蒸発していく時の動きとかなんかそういうところが知りたいけれども。
それだとなんていうか温度しかわからないからその時どんな流れになってるかわかんないっていう問題があるんですよね。
あーそっかそっか温度は必ずしも流れと一致してるわけじゃないみたいなことですか。
多分流れと相関はあるんですけどなんか速度と温度が一緒にわからないとわけがわからないみたいな。
あーそっか。
そうなんですだから本当は温度と速度を同時に計測しなきゃ特に面白い実験結果が得られないぞという段階に来ているというか。
でその温度と速度を同時に計測するために私が博士の時やっていたのがその機能性粒子というかカプセルを作ろうみたいなことをやっていて。
カプセル。
そうカプセル。
でPIVのトレーサー粒子に温度感度を持たせようみたいなことをやってました。
あーそっかそっかそっかそういう意味の機能性っていうことですか。
地勢流帯可視化への挑戦
そうですそうです。
PIV粒子自体にローダミンじゃないんですけどそういう系のさっき言ったファキンポロフィリンとかを入れ込んじゃってそれで粒子の追跡をして速度を出して同時に温度を出すみたいなことをやろうみたいな。
すごいだからただの粒の代わりにめちゃくちゃミクロみたいなカプセルを作って入れてそれを追跡しよう。
そうですそうです。
えーそれそのカプセルどうやって作ってるんですかそれ。
そうこれはもう科学系の方から見たらもうすごい子供のお遊びのようなやり方に見えると思うんですけど。
普通にポリマーを有機溶剤に溶かして水の中にエマルジョン状にして分散させてそしてちょっと待ってるとそのポリマー有機溶剤が揮発してくれてポリマーがだけ溜まってカプセルになってくれるんですよ。
あーえー。
結構簡単にできるんですね。
だからそのカプセルの中にいろいろ入れちゃうみたいなだから新油性の色素を入れちゃえばカプセルになるよねみたいな。
そうかでもカプセルっていうかなんだろうリポソームみたいな。
あー確かにそうかも。
あれはなんか油の膜みたいな感じですけど。
うんうん中が油みたいな。
そういうイメージですかね。
イメージですね。それで有機溶剤を追い出しちゃうと塊になってくれるみたいな感じですね。
なるほどなるほど。
だから非常に簡単な感じなんですがそれがあんまり博士ではあんまりうまくいかなくってその後他の大学にそう移って一旦置いとこうみたいな話になったんですよね。
難しいのはやっぱ。
そう。
何が難しいんですかね。
なんというか発光量みたいなその精度のいい計測をするためには明るいシグナルの粒子である必要があるんですけれどもなんかそれがどうもうまくいかないみたいなそういうねもうテクニカルな話ですね。
なんかちょっと強度が足りないみたいなことですか。
そうです。暗くてみたいな。
なるほど。
そう。小さいところで使いたいとやっぱ発光量が足りなくなってきちゃうんですよね。
カメラで撮った時に暗くなりやすくてそれも問題でしたね。
なるほど。難しいんですね結構。
まあそうなんです。意外と理想の通りにいかなかったなという感じがありました。
うんうんうん。
でまあその後さっき言った地勢流帯とかをやってる研究室に移ったんですよ。
おーはいはいはい。
そう。それでなんか私が可視化やってきたからなんかそうけっこさんなんか地勢流帯可視化したいんだけどできませんかみたいなこと言われて。
おー。
いやできませんよみたいな。真っ黒じゃないですかみたいな。
機能性粒子を使った地勢粒体のPIV
そうそう。真っ黒だし無理ですみたいな。
こっちは難しいの知ってんだよみたいな。
そうそうそうそう。そうだったんですよ。
もう透明じゃないと基本可視化計測ってできないので。
でもそうそれでまあでもいろいろ考えていたというかまあぼんやりして過ごしていた時にそうカプセルを今まで作ってきたから
カプセルの中に地勢粒子を入れてしまってそれを光らせたらいいんだなっていう風に思ったんですよ。
おー逆に。
そう。
おーなるほど。
カプセル、そうそう機能性粒子にしてしまえみたいな地勢粒体を。
えーそれを、それ周りは何なんですか。
あのさっき言ったみたいなまあいろいろやり方はあるんですけど一番簡単なのはそのさっき言ったポリマーみたいなやつと地勢粒体を混ぜて
分散させて固まらせちゃうみたいな感じです。
えーそうか。
それでその中身を光るやつじゃなくてもう地勢粒体にしたものを作ったっていう。
そうで一緒に光るのも入れちゃって光らせるみたいな。
えーほうほうほう。
そうすると地勢粒体をPIVできるみたいなことになったんですよ。
おーなるほど。
そうそうそう。
すげー。
そうでおーいいねみたいなまあちょっとそうなって、うんなりました。
そうそうそう。
これ多分こんなめっちゃあっさり解決したみたいな感じで言ってるんですよ。
多分これ大変ですよね。
いやー。
どうなんすかこの。
アイディア勝負みたいな。
カプセル化による研究の進展
アイディア勝負。
そうそうそう。
でもそれ着想してでもすぐできちゃうんですね。
すごいな。
あーそう意外とすぐできましたねこの点に関しては。
でもそれが逆にこれどんなとこが難しかったんですかってその研究費の申請書の時に聞かれて
いや簡単でしたって言うとすごい受けが悪い。
いやー難しそうですねそれ。
いやでもこれは発想なんでみたいなのかも。
いやそうなんですよ。
ひらめきましたみたいな。
そうそうそうそう。
えーあ、でもそっかカプセルに地勢粒体を入れてでそれのいっぱいカプセルをだから集めてその動き見るみたいな感じですよね。
そうですそうです。
そうです。
あー。
うんうん。
そっかー。
そう。
カプセルに全く身近なたとえにないですよこの現象が。
そっかーないかー。
たとえねえかなと思ったけどなんもないよ。
ないかなー。
確かにないのかなー。
もしかしてあるかもしれない。
なんかゲームセンターとかにあるなんかぐるぐる回ってるドーム状の中がぐるぐる回っててクレーンがウィーンって降りてお菓子取るみたいなやつわかります?
あーわかります。
あれぐるぐる流れてるじゃないですか。
はい。
あれがなんか液体っぽいもんだったらどうなってかわかんないけどあれが全部カプセルに入ったおもちゃみたいなったらどこに黄色いカプセルあるかわかるとかなんかそんな感じですか?
なんかめっちゃ適当ですけど。
あれちょっとうーんどうだろう。
わかんない。
ちょっとわかんないかな。
えーなんだろう確かに確かにどうすればいいんだ。
でもやってることはだからその流れるやつを一旦それを中に詰め込んだなんかカプセルトイが浮かんだんですよねガチャガチャみたいな。
カプセルトイ確かにカプセルトイ。
だったら終えますもんね。
終えます。
そう終えるようにしたと。
終えるようにしたってことですもんね。
はい。
そしたらなんか理性粒子がいろいろ面白い動きをしてるぞということがわかったという。
面白いですね。
それでここでボスがそこで気づいたんですけれどもこのカプセルにしたらさっき最初に話したなんか実用化できない問題がどうにかいろいろどうにかなるのではということに話が。
おーなるほど。
気づいて。
急に話でかくなりますね。
そうそうそうなんです。
まずカプセルに入れると個体だから合体しないじゃないですか。
あとちょっと粒形が大きくなっちゃうので今までの磁性粒体とはまた違うものではあるんですけれどもちょっと粒形が大きくなるとつまりにくくなるというか。
そうなんですか。
磁性粒体の新機能の発見
そう。
なんか逆そうですけどね。
例えば粘土と砂って粒子が大きさが違うだけで成分は一緒なんですよね。
あれでも砂はさーって流れるけど粘土はそのなんていうか中の水がどんどんディスチャージされていくせいでめちゃめちゃ粒子間の吸着力みたいなのがすごいんですよ。
で磁性粒体もちょっと大きくしてあげるだけでさっとなんか解放させてくれるみたいな。
そうなの。
そうなのとかであともう一個あるのが磁性粒体だけじゃなくてなんか層変化物質なんかも一緒に入れてしまえばなんか複数機能を粒体に持たせられるよねっていうことになって。
粒体デバイスの実用化への展望
確かに確かにさっきのやつも一緒に色相入れちゃおうとかそういうのができるってことですもんね。
そうですそうです。
でなんかそうやってかつ可視化をすることで多分実用化まで持っていけるんじゃないかなっていうことで今そういう研究をしているという感じですね。
それが今現在進行形。
そうですね。
なので熱利用するみたいな粒体デバイスを作りたい省エネルギーの粒体デバイスを作りたいっていう風に思ってます。
あーなるほど。そっか意外とカプセルにしちゃった方が色んな問題が解決できそうみたいな。
そうなんですよ。まあでも始まったばっかりなんですけどね。
でもなんかカプセルの中に入れるものとかもちょっと難しそうだなと思って。
ここまでお聞きいただきありがとうございます。
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次回もまたお楽しみに。
