材料加工・組織制御工学

レーザー微細加工

ガラスや金属も!どんな材料にも使えるレーザー微細加工プロセス


西山宏昭先生

山形大学 工学部 機械システム工学科(理工学研究科 機械システム工学専攻)

出会いの一冊

好きなことをやれ ノーベル賞受賞者特別寄稿 21世紀の天才たちへ

週刊少年ジャンプ編集部(集英社)

『少年ジャンプ』の珍しい企画で、ジャンプ本体と文庫でそれぞれノベール賞受賞者のエピソードが掲載されていました。漫画の方に、レーザー(当時はメーザー)を発振させたタウンズ博士の物語があり、漠然とレーザーに親しみを感じるようになったかも知れません。私を含めてほとんどの人は天才にはならないですが、天才には天才で苦労があるのだなと感じられました。

こんな研究で世界を変えよう!

ガラスや金属も!どんな材料にも使えるレーザー微細加工プロセス

光を吸収しない材料は加工できない

私たちはレーザー微細加工に関する研究をしています。レーザーはSF映画や漫画にもしばしば登場しますが、発振器からビーム状に放出される特殊な状態の光を指しています。

光は単なる強弱だけではなく、多様な操作が可能な優れたツールですが、加工の観点で見ると、レーザー加工というのは「光加工」であり、残念ながら、光を吸収しない材料に適用することは困難です。例えば、透明なガラスに赤色や緑色のレーザー光を照射しても透過して終わりで加工はなされません。このような材料選択上の制限はレーザー加工が始まって以来の原理的な限界の一つとされてきました。

多様な材料で構成された製品も一つのレーザー加工機で

私たちは、どんな材料にも適用できる超広域材料選択性を持つレーザー微細加工プロセスの開発に取り組んでいます。これは溶液中のプロセスであり、集光部で生じる非線形光学反応と微小な蒸気バブル間の相互作用を用います。

プロセスの高度化や加工現象の未解明部分の理解には、この相互作用を上手く制御することがポイントとなりますが、レーザー光の高い制御性を活かし、現象理解とともに、ガラスや金属、半導体、生体材料、量子ドットやダイヤモンドなどの他、従来、レーザー加工は困難とされてきた機能性材料群の加工を進めています。

この技術は環境負荷も小さいので、未来の工場では、多様な材料で構成された製品が一つのレーザー加工機で製造されているかも知れませんよ。

レーザー加工サンプルを高分解能な走査型電子顕微鏡で観察している学生たち
レーザー加工サンプルを高分解能な走査型電子顕微鏡で観察している学生たち
テーマや研究分野に出会ったきっかけ

現在の大学に着任した頃に、卒業研究の実験が上手く進まない学生さんがおられ、この学生さんを救おうと、比較的簡単な(結果が予想しやすい)テーマを強引に作って誘導しました。その実験結果は一見、まさに予想通りのものだったのですが、翌年に後輩学生さんと結果を詳細に検証すると不思議で予想外な現象が起きていたことがわかりました。上で紹介したテーマは、この不思議な現象の謎解きの中で生まれた研究です。

先生の研究報告(論文など)を見てみよう

「微小バブル表面が持つ巨大温度勾配の光制御と配向性ナノコンポジット形成」

詳しくはこちら

先生の分野を学ぶには
もっと先生の研究・研究室を見てみよう
学生たちはどんなところに就職?

◆主な業種

(1) 自動車・機器

(2) 一般機械・機器、産業機械(工作機械・建設機械等)等

(3) 半導体・電子部品・デバイス

◆主な職種

(1) 生産技術(プラント系以外)

(2) 設計・開発

(3) 基礎・応用研究、先行開発

◆学んだことはどう生きる?

先生の学部・学科は?

山形大学工学部は、有機ELで世界をリードする城戸淳二先生を筆頭として高いレベルの研究が行われています。その関係で地方国立大学ではありますが、様々な実験装置が共通機器として整備されており、学生さんも安心して研究を進められる環境にあります。

先生の研究に挑戦しよう!

中高生におすすめ

竜馬がゆく

司馬遼太郎(文春文庫)

志があれば、あまり考え過ぎず自由に生きることが大切なのかも知れないなと感じられます。社会に出ると要領良く生きようとする人々を多く目にすることになりますが、そのような生き方に引きずられなくなるかも知れません。

一問一答
Q1.18才に戻ってもう一度大学に入るならば、学ぶ学問は?

地政学

Q2.大学時代のアルバイトでユニークだったものは?

シンガポール向け鉄道レールの梱包作業

Q3.研究以外で、今一番楽しいこと、興味を持ってしていることは?

庭の雑草の成長速度の評価


みらいぶっくへ ようこそ ふとした本との出会いやあなたの関心から学問・大学をみつけるサイトです。
TOPページへ