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とある大学生の備忘録

理系大学生が思うことをぼちぼちと。SNSとかWebマーケティングが好き。

材料工学なんて、やっぱりいらないの?

東京スカイツリー

東京の新しい観光名所となってから

もう4年が経過した。

 

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もちろん私は行ったことはない。

 

やはり東京といえば,

貿易センターか東京タワーが

素晴らしいと思ってしまうからだ。

 

もちろん夜景の美しさにおいて,

食わず嫌いな自分な性格も相まって。

 

そんなことを書いてはいるが,

東京スカイツリーの骨格に

複合材料なんて使われていない。

 

 

少し前に,親戚の子と

東武ワールドスクエアに行った。

 

「世界中を旅行した気分になれる」

 

なんて言いすぎだが,

見方を変えれば面白い点は多い。

 

1/25で作られた東京スカイツリー

東京タワーとエッフェル塔を押しのけ,

26mというしっかりとした存在感で

どっしりと立っている。

 

聞けば,心柱こそ鋼だが

周りの骨組みの素材がFRPだそうだ。

 

軽量かつメンテナンス不要。

 

まさかこんなところに使っているなんて,

私は聞いてちょっと笑っていた。

 

本家より素敵ですねなんて言いながら。

 

もちろん連れは,

何言ってるかわからない

と笑っていた。

 

 

あまり詳しくない人のために解説

 

まず複合材料ってなんだろう。

 

複合材料とは2種類以上の異なる材料を組み合わせ,

個々の材料にはなかった

機械的特性を発現する材料であり,

 

単一の素材では実現できなかった機能を有し,

また,その特性を組み合わせる素材と

配合によって制御できる材料である。

 

簡単に言えば

鉄(鋼)とコンクリート混ぜたら

鉄筋コンクリートという複合材料

 

砂利とコンクリート混ぜたら

セメントという複合材料である。

 

 

複合材料と呼べるものは古くから存在していた。

 

古代エジプトでは家はレンガで建てられており,

その強度を増す目的で,

粘土に藁や麻などの天然繊維を

混ぜたレンガが用いられていた。

この様なものは日本の土壁にも見られる。

 

また,奈良の唐招提寺にある鑑真の像は

漆に浸した麻布を積層形成して形作られ,

表面の層では木粉を混ぜた漆が用いられている。

 

積層形成する点は現代における

FRP(繊維強化プラスチック)の

作り方と同じだ。


現在の代表的な複合材料としては

CFRP(炭素繊維強化プラスチック)がある。

 

近年ではその活用の幅が広がっており,

船舶や自動車の車体,

民間用の航空機B-787やA-350では

機体の50%以上にCFRPを使用しているある。

 

このようにCFRPの利用が進んでいる

要因の一つは単位重さ当たりの強度,

比強度が高いことである。

 

民間の航空機の場合求められるのは

経済性であり,機体が軽くなれば燃費が良くなる。

 

これは自動車や船舶にもいえることだ。

 

これまで航空機の機体に

アルミニウム合金(ジュラルミン)が

多く用いられてきたのは,

 

アルミニウムは鉄の1/3の比重であり,

かつ強度も高いことから

比較的比強度が大きいことであり,

 

今ではCFRPを用いることでより軽く,

強度がでるためCFRPへの切り替えが進んでいる。

 

 

日本は炭素繊維の生産が世界に先駆け早かったが,航空機への応用が遅かったといわれる。

 

1978年STOL機の「飛鳥」は

日本の航空機の技術革新の大きな一歩となる。

 

零戦が活躍した第二次大戦より

航空機産業が下火だった日本

 

2014年ついに旅客用となるMRJができた。

 

燃費は20%以上向上,低騒音,客室を広く快適に。

まさに日本の作る飛行機である。

しかし,結局は複合材料が

万能であるわけではない。

 

 

金属のほうが歴史的に考えても,

組み合わせを考える楽しさもある。

 

結局量子力学につながる点も相まって,

私は好きなのかもしれない。

 

でも,時代の流れは速い。

複合材料が代替可能な材料として

すさまじい進化を遂げてきた。

 

 

量子力学に興味がある理由…

それは話すと長い

 

1947年のShockleyによる

トランジスタの発明から70年近く経つ。

 

今では誰もがコンピューターに触れられる。

そんな世の中で,その中身のお話。

 

目的にめぐりつくまでに

様々なalgorithmを考え,検討し,

API(Application Programming Interface)をたたき,procedureを組み立てて,

APIの先にあるOSやミドルウェア

その先にあるSiの塊である

ハードウェアの動作に思いをはせる。

 

これらは,当時は非現実的だと思った

電子の振る舞いによって動かされる。

 

そんな些細なことに思いをはせていた中学時代。

 


今でもそう。

コンピューターには畏敬の念を抱いている。

理系の大学生なら一度は習う量子論

 

その漠然とした知識は

中学のころに知り始めた。

 

いざそれを自分の手で動かしてみれば,

その複雑さと,それを可能にした人の所業には

神秘的だと今でも思う。

 


宇宙を記述するために生まれた相対性理論があり,ミクロな粒子の振る舞いを記述する量子論があり,それらは統一理論なり超ひも理論なりで統合されるのかと思う

 

コンピューターに触れることが

世界の秘密に触れる行為であるかのように思える。

 


今思えば,その世界の秘密は

自分の過去のことかもしれない。

 

ずっと昔に過ぎ去ってしまった夢や想い

好きだった場所,放課後に交わした何気ない言葉。

つながる予感は今でもする。


いまではこんな夢なんてない。

自分には努力してもできなかった。

ある意味センスとかが問われる

世界だったことが原因だと思われる。

 

そんな私が材料を選んだ理由は

入ってみてから考えてみる

 

速い車を作りたい。

飛行機の燃費をよくしたい。

もっと宇宙の深淵を見たい。

 

人類はあくなき挑戦に挑み続ける。

これがなければ,

開発も進まなかったのであろう。

 


きっと昔は私にもそんな思いがあった。

しかし,かつてあこがれていたフィールドで,

自分が何者なのか。

 

自分には何ができて,何の価値があるのか

今では思い出せない。

 

だからこれからのことも,何も決めていないし,

何時になってもにも決められない。

 

 

未来を担う若い人たちには,

成し遂げたい思いや信念を一つでももって

大学へ進学し,

 

目的と夢をもった人生を歩んでほしいと切に願う。

 

自由とは責任が付随するものと言ったものだ。

ゆえに,現在の私の役割は

そのように子供たちを導く役割である。

 


結局は,―材料も人間も,その特性を理解し,全体の性能を最適にし,かつ価値を最大限生み出すことのできる「もの」・「ひと」を開発し採用することが重要なのだ―

と今でもそう思う。