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ナノ・マイクロシステム工学研究室:小さな機械が創る大きな機会

「小さな機械が創る大きな機会」が研究室のスローガンです.小さな機械とは,手のひらや指先に乗せることができるサイズに,用途に応じて人間の頭脳,五感(視覚,聴覚,嗅覚,味覚,触覚),手足の働きを持たせ,人間よりも迅速,正確に情報を得て,通信や計算をしたり,電磁気,熱,流体などの様々なエネルギーを制御する機械です.小さな機械は,すでに皆さんの身の回りでたくさん使われています.車のエアバッグシステム,家庭用の血圧計,さらには携は“小さな機械”を “マイクロマシン”,“マイクロシステム”,“MEMS(メムス:Micro Electro Mechanical Systems)”,と呼んでいます.“マイクロ:Micro”は百万分の一を示す接頭辞で,ギリシャ語のMIKROS(ミクロス:“小さい”)に由来しています.近年のナノテクノロジーの進歩に伴って,Microより小さい十億分の一を示す接頭辞で,ギリシャ語のNANOS(ナノス:“小人”)に由来する“ナノ:Nano”を接頭辞として用いたナノマシン,ナノシステム,NEMS(ネムス:Nano Electro Mechanical Systems)という言葉も使われるようになりました.大きさがNanoスケールになった小さな機械は,量子効果などのナノスケール特有の物理現象も利用しています.

自己組織化技術によって直径60nmの金粒子を配列した例

図1 自己組織化技術によって直径60nmの金粒子を配列した例(右図).左はその拡大図.

我々の研究室の研究成果の一例を図1に示します.直径60nmの金の粒子を規則正しく格子上に並んだ小さな孔の配列にはめることに成功しました.粒子を一つ一つつまんではめ込んだのではありません.セルフアセンブリ(自己組織化)という技術を使って,粒子が自然に孔にはまるように工夫しました.この技術を使えば,直径60nmの粒子を部品として使った高感度の小さな分析用機械が実現できると期待されています.

小さい領域において,機械,電気,電子,化学,医学,生物などの様々な領域の現象を融合することで新しい機能を創造することにチャレンジする姿勢,それこそが「小さな機械が創る大きな機会」の意味するところなのです.

マイクロエンジニアリング専攻 ナノ・マイクロシステム工学研究室

田畑 修 教授
土屋 智由 准教授
菅野 公二 助教