電磁レオロジー流体とそれらを活用したスマートマシンの研究開発

電磁レオロジー流体とは、電場や磁場に反応してレオロジー（粘弾性）特性が数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化する機能性を示す複雑流体です。電場に反応するER(Electro-Rheological)流体は、電極対だけで力、流量、圧力などを制御できることから、MEMSなどのマイクロシステムに適しています。微小間隙におけるER流体のレオロジー特性をその流れのモルフォロジーとの関連において明らかにするとともに、フォトリソグラフィ法によって3次元立体構造のERマイクロアクチュエータを製作し、6個の凸点からなる点字表示システムを開発しています。磁場に反応するMR(Magneto-Rheological)流体は、ER流体に比して誘起せん断応力が50倍程度と大きく、大きな抵抗力を発生できるのが特徴です。MR流体自身の機能性の評価と同時に、ブレーキ、クラッチ、ダンパなどとそれらを活用した特徴的な種々のスマートマシンを開発しています。



温度分布制御マイクロフローリアクタによる燃焼素過程の研究

化石燃料から合成燃料・バイオ燃料へのエネルギーシフトに備え、エネルギー変換の高度化・高効率化を実現するために、数千種を越える化学種と数万〜数十万に至る化学反応からなる燃焼反応素過程を正確に理解・予測し、系統的に簡略化することを目標としています。十年に及ぶ基礎研究で蓄積したマイクロ燃焼技術を応用し、独自の温度分布制御マイクロフローリアクタの開発に成功しました。常温から火炎温度に至る温度分布を外部熱源により与えることで、大気圧燃焼における冷炎等の低温酸化反応を主反応から分離観察することや、最低火炎温度の特定に成功しています。また、スーパーコンピュータを用いた大規模化学反応計算により、反応機構の検証を行っています。今後は、あらゆる実用燃焼器を想定し、マイクロリアクタの高圧化対応へと進める計画です。