病院で注射されるのはだれにとってもあまり気持ちのいいものではありません。これに対して針を必要としない注射器が注目を浴びています。この注射器の開発を行うのが、流体工学です。流体工学とは、水や空気の流れを制御して、工学的な利用を目指すものです。この分野では、身近な現象から目に見えないほど小さな流れまで、例えば雲の流れ、原子・分子の流れ、体内の血流、注射器からの流れなどを研究対象にします。
秒速約340メートル以上という超音速で薬剤を射出
流体工学の分野の中で、私はとくに、流体の医工学への応用をテーマに研究をしています。秒速約340メートル以上という超音速で、高い粘度を持つ薬剤をジェット射出するという、液体マイクロジェット装置を開発し、無針注射器の実現性を実証しました。
この無針注射器が開発されれば、針に対する恐怖心、看護師などによる医療事故、針を介した感染の拡大などを解消することになるでしょう。毎日患者自身が注射を打つ必要のある糖尿病の患者さんなどの負担を劇的に軽減することができます。
この装置は医療用だけでなく、例えば今より性能にすぐれたインクジェットプリンタにも利用ができます。高粘度の液体のジェットで、発色の向上やインクのにじみ低減に期待できそうです。
外国人科学者を研究室に招待したり、学生を海外に派遣したりして、海外と多くの交流を図っています。写真は2019年7月にオランダからの学生が研究室を訪れた際、私の学生が実験装置の説明を行なっている様子です。
一般的な傾向は？
- ●主な業種は→製造業
- ●主な職種は→研究職
- ●業務の特徴は→研究成果を新しい機械の開発に活かす点
分野はどう活かされる？
医療機器の開発、農業機械の開発
研究の醍醐味は、何かを明らかにできたときに「なるほど！」「そうなっていたのか！」と知的な興奮・感動を味わえることです。多くのことに興味を持ち、失敗を恐れずチャレンジしてください！
東京農工大学の機械システム工学科は、レベルの高い研究を実施する実力を持った教員と学生と距離が非常に近いため、密接なコミュニケーションに基づくていねいな教育が行われています。
2019年7月にスペインの大学から教授らをお招きしたときの一枚。右端が田川先生。こうした交流の機会は学生たちにとって、英語のスキルアップとともに良い刺激となっています。
興味がわいたら～先生おすすめ本
流れのふしぎ 遊んでわかる流体力学のABC
石綿良三、根本光正
家庭にあるもので「流れ」の不思議を実際に体験できる点が特徴。「流れ」は動いていなければその不思議を体験できないが、その不思議に着目しやすく設計された実験が数多く掲載されており、楽しみながら「流れ」を理解することができる。実験をやってみたいと思っている高校生にはぜひおススメする。学問領域「流体工学」の基盤となる「流体力学」への興味が喚起される。 （ブルーバックス）
流れの科学 自然現象からのアプローチ
木村竜治
日本を代表する気象学者（専門は気象学、海洋物理学、地球流体力学。元東京大学）が、大気や海流、マントル、台風や気圧などをもとに、流体力学の考え方を、高校生と筆者の対話形式で伝える。実験も掲載。高校生のみならず理科教師、流体力学を学んだ人でも興味深く読めるだろう。 （東海大学出版部）
動画「Steady levitating droplets」
身近な流体の不思議な現象の一つである「液滴浮遊」について、わかりやすいアニメーションと高速度撮影画像により紹介している映像。約2分という短い時間ながら、ポイントを絞った映像が見られる。
（東京農工大学 田川義之研究室）
