研究室訪問 1

熱間塑性加工による局所相変態を利用したヘテロ組織形成とチタン焼結体の高次機能化
大阪大学接合科学研究所 複合化機構学分野

近藤 勝義 教授

● 炭素系ナノ物質の機能発現に向けた界面構造制御に基づ
く金属基複合材料設計● 非食部バイオマスの高度再資源化―籾殻由来高純度非晶質シリカの生成と社会実装● 異種材料（純 Ti-Mg 合金／金属 - 樹脂）における直接接合機構の解明と新機能発現● 粉末冶金法を用いた TiNi-X 系形状記憶合金の創製と低侵襲医療デバイスへの展開―などの材料科学・プロセス・解析に関する研究課題を行っ近藤 勝義 教授 経歴
1986年3月 大阪大学工学部 卒業ている。

1988年3月 大阪大学工学研究科 修了

接合研では研究の領域が拡がる

1988年4月 住友電気工業株式会社 入社「接合科学研究所（接合研）だから溶接・接合を研究する

1998年7月 大阪大学工学研究科 博士号（工学）取得
2001年1月 東京大学先端科学技術研究センター
特任助教授 就任
2006年3月 大阪大学接合科学研究所 教授 就任のですね、とよく言われますが、決してそうではありません。それ以外にも、材料やプロセス、特性解析評価、数値解析・計算科学などの分野において、接合科学を基軸とした幅広い領

2014年8月 大阪大学 理事補佐
（産学連携担当）就任

域で研究が行われています。私は、金属粉末を出発原料とし2015年8月 大阪大学 副理事（グローバル連携担当）
就任て、組織構造を制御することで従来の溶解・鋳造法では決して実現し得ない優れた特性を発現する新たな材料創製やそ企業勤務経験はモノづくり系研究に役立つ
近藤勝義教授は、大阪大学工学研究科を卒業後、住友電士が拡散現象により『焼結（結合）』することで材料ができ上がります。これは粉末同士の『接合』技術に基づくものであり、接気工業㈱に入社。会社勤務の傍ら同大学で博士号を取得さ合研の研究ミッションとも合致するテーマです」。

れた。その後、2001 年 1月に東京大学先端科学技術研究セン「また、ナノスケールでの成膜プロセスに関する研究分野もあターの特任助教授に着任するまで企業人として活躍。2006 年

ります。基材の上に多層の薄膜を形成する際に界面ができまには大阪大学接合科学研究所教授に着任し、現在に至ってす。つまり、界面があるということはモノとモノが接しているわけいる。研究一筋の純粋培養の研究者たちとは一線を画したこですから、広義でいえば『接合』です」。の経験を近藤教授は「モノづくり系研究において企業勤務経「さらに、最近の研究トピックスとして、3次元金属粉末積層験は非常に役立っている」と語る。

造形（3Dプリンター）技術に関する研究を行っています。この近藤研究室には現在、准教授と助教、秘書に加えて、特任プロセスは、層状に敷き詰めた状態にある金属粉末に対して、研究員が 4名、博士後期課程学生 2名、前期課程学生 4名、レーザや電子ビームを照射し、金属粉末の溶融と凝固を繰り学部 4 年生 2名が属しており、総勢 15 名となっている。

返すことで金属粉末から3次元の複雑形状部品を一度につく

現在、近藤教授が運営する複合化機構学分野では、り上げる画期的な技術です。まさに、溶接・接合の新展開とも● 固溶現象・相変態・ヘテロ構造制御を利用したチタン焼結いえる領域であり、欧米のみならず、中国やアジア域でも実用材の高強度・高延性発現機構の解明

6れに係るプロセスの研究を行っています。その際、金属粉末同化を目指して積極的に研究が行われています」。

X線回折装置（XRD）

走査型電子顕微鏡

各種粉末焼結体への押出し加工による高機能付加研究

存在価値を内外に示す研究をて、レーザを使った新たなプロセス開発や材料創製に関する「何年か前に溶接や鋳造、冶金、土木などが絶滅危惧分野共同研究の提案がありました」。

であると指摘されましたが、それに対して産業界はいずれもモノづくりに欠かすことのできない基礎工学分野であり、高い必環境系の研究について要性があると主張しました。例えば、自動車の駆動系がエンジ「私たちの研究室で行っている環境系の研究課題として、ンからモーターに変わったとしても、接合なしでは成立しません。

間接的な内容はCO₂の排出を削減する軽量材料の研究があ接合というのは非常に重要な基礎・基盤技術です」。

り、直接的なテーマとしては農業廃棄物である『籾殻』を使っ「その一方で、溶接分野における学術論文のインパクトファクたバイオマスの再利用に関する研究があります。籾殻の中にターは1 ～ 2前後と、他の先端的な研究領域の論文などと比シリカが含まれています。
は15 ～ 18% の非晶質（アモルファス）

較すると、決して高い数値ではありません。そのため、基礎科大気燃焼により籾殻からシリカ成分を抽出すると、発癌性をとも学研究を支援する科研費などの獲得も難しく、研究予算の獲なう結晶性シリカになってしまいます。当研究室では、結晶化得の点では厳しい状況といえます。接合研に在籍する教員やさせずにアモルファスの状態でシリカ成分を回収し、なおかつ、研究者が、質の高い学術論文をしっかり書き、研究機関として99.8% 以上の高純度物質として取り出すプロセス開発についの存在価値を国内外に示さないと、研究者個人だけでなく、機て、梅田純子准教授を中心に社会実装に向けて企業との共関としての研究予算が絞られる可能性があります」。

同研究を行っています」。

「そういった意味でも接合研では、接合科学を基軸とした革「籾殻由来シリカは、従来の鉱物系の結晶性シリカに対して新的なプロセスや材料科学、数値解析・計算科学などの研究安全性での優位性のほかに、内部に植物由来の微細空孔がも積極的に進めています。溶接・接合に係る世界 3大研究機存在することで、大きな比表面積を有するといった特徴がありま、英関には接合研の他に、米国・エジソン溶接研究所（EWI）す。これにより反応活性となり、また水溶液中の固形成分の分国・溶接接合研究所（TWI）があります。しかし接合研は、他離やガス成分の吸着などに適した機能性素材に変化します」。の 2機関に比べて研究者 1人あたりの論文数が顕著に多く、「また、籾殻は約 70% のたんぱく質を含んでいますから、燃世界に誇れる接合科学に関する研究拠点といえます」。

やすことで熱エネルギーに変わります。あるいは、発酵すること接合はコアとなる研究で貯蓄できるバイオエタノールに変換できます。その過程で排出される残渣も、もちろんのこと高純度のアモルファスシリカにな「今は、副理事として本学の国際連携に係る用務に業務時る。籾殻からエネルギーを抽出し、残ったシリカを高付加価値間全体の 3割くらいを費やしています。大阪大学は海外に4 つ素材として有効活用する研究です。このような研究活動を通じの拠点（タイ・バンコク、中国・上海、オランダ・グローニンゲン、て、環境改善に貢献したいと考えています」。

米国・サンフランシスコ）があり、私はそれらを統括する部門長を兼任しています」。

天田財団の助成は研究を存分に行える浄財「その関係で海外の大学や研究機関からの来訪者を受け「天田財団からは来年の 3月までで1,000 万円の研究助成入れる機会があるのですが、話を伺うと、タイやベトナム、中国金をいただいています。今も、研究成果を出すために最後のでは、実用化研究が大変盛んです。また米国や欧州でも溶接詰めを行っていて、論文もいくつか書かせていただきました。ま

技術に関して、先の 2 つの研究機関を中心に古くから基盤研た過去にも今回の重点研究とは別に、助成金をいただいた実究が行われています。最近では、米国・エネルギー省（DOE）

績があります。天田財団の研究助成は私たちがお付き合いしが所有するローレンス・リバモア国立研究所から研究者が本ている他の素材系の財団にはない規模で、研究を存分に行え学に来訪し、接合研とレーザー研など本学の複数部局に対しる浄財だと感謝しています」。

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