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研究テーマ:宇宙環境での人工衛星や宇宙輸送機などの熱流体制御

 宇宙空間にある人工衛星は、近年、国際宇宙ステーションに代表されるように巨大化が進んでいます。また、小型人工衛星においても、搭載電子機器の高度化と高集積化による発熱密度の増大が顕著です。このようなシステムにおいては、「発熱する機器からどのように熱を捨てるか」が重大な問題となります。例えば、熱を捨てなければ、例えばファンが壊れたパソコンのように、異常発熱による故障などの重大事故の原因となります。しかし、重力の無い宇宙空間では、密度差による浮力効果(例えば、空気でも熱い空気は軽く、冷たい空気は重いため、熱い空気が上昇する)は消失し、発熱機器からの排熱は著しく困難なものとなります。
 本研究室では、このような環境において、沸騰を用いた先進的冷却システムについて研究を行っています。研究は実験的アプローチをとっており、国内はもとより、国際的な協力関係のもと、宇宙実験を含む無重力実験(写真1)を実施しています。また、このような沸騰冷却システムは、ブレーキや登坂などによる加速度が変化する自動車のインバータシステムや、高密度化が進むデータサーバなどにも適用可能です。
 他の研究例として、水熱合成法を用いた酸化チタンナノチューブ(写真2)の創成と、それを用いた各種応用技術についても、民間企業と共同研究を進めています。

  • 航空機による無重力実験中の機内の様子

    航空機による無重力実験中の機内の様子

  • 水熱合成法で合成した酸化チタンナノチューブの透過型電子顕微鏡写真

    水熱合成法で合成した酸化チタンナノチューブの透過型電子顕微鏡写真