おもしろ科学実験室（工学のふしぎな世界） 輝く工学女子！（Tech ☆ Style） おもしろ科学実験室（工学のふしぎな世界） 輝く工学女子！（Tech ☆ Style） スーパーコンピューターとは計算速度がきわめて速いコンピューターのことで、コンピューターシステムの中でも特に大規模な、高速な演算処理（ハイパフォーマンスコンピューティング）を行うために設計されたコンピューターの総称です。略称で「スパコン」とも呼ばれ超高速の演算能力は、気象予測、科学計算、宇宙開発、遺伝子解析、物理シミュレーションなど、高度な分野での計算に利用されています。 左右の眼の位置から取った画像を同時に映して、3D眼鏡を通して左右の目でそれぞれの画像を見ることにより、実際には平面であるテレビ映像を立体的に見せることが可能になったテレビが3Dテレビです。映像を立体的に表示する方式は昔から研究が進められ、3D眼鏡を用いなくても、立体的に見えるテレビも開発されています。製品コストや色の再現性などの様々な問題を考慮した「光学」や「画像処理」などの分野の研究が、3Dテレビを製品化するための技術の要となります。 宇宙望遠鏡は、宇宙空間に打ち上げられた天体望遠鏡で、地球の大気に邪魔されず、観測しやすいのが利点です。この望遠鏡は、検出技術、制御技術及び通信技術等多様な技術の集大成で成り立っており、開発にあたっては、光学、情報通信工学、制御工学等の分野における専門知識・研究が必要です。これからも様々な宇宙望遠鏡の打ち上げ計画が予定されており、現在、企業、大学、研究所などが活発に研究開発を行っています。 比較的低い東京タワーから送信されている関東エリアのテレビの電波は、高層ビルの増加に伴い電波障害が広がって きました。それを軽減するためにより高い塔が計画され、2008年に建設が始まり、完成後は地デジ用の電波（UHF波）を送信する事になっていま す。塔の高さは634mと自立式の電波塔としては世界一の高さで、日本の建築技術の粋を集めて2011年中に竣工する予定となっています。 電気自動車は電池（リチウム電池やニッケル水素電池）に貯めた電気エネルギーを使って走らせます。ところが、 電池の性能が高くないために長い距離を走れません。この欠点を補うために、低速走行には電気モーターを、高速走行時にはガソリンエンジンを、その 中間では二つが一緒になって働くシステムが開発されました。これがハイブリッドシステムで、これを用いて超低燃費の自動車が実用化されています。 光ファイバーは石英ガラスやプラスチックを素材として作られている、光を伝えることのできる素材です。光は通常まっすぐにしか進みませんが、光ファイバーは自由に曲げることができるので、光を電線に沿うように遠くまで伝えることができます。インターネットやテレビなど、通信システムの根幹を担う、最も大切な素材と言えるでしょう。光ファイバーの材料の開発では、太さを大きくすることや、コストを低くすること、また曲げや熱に強いこと、長寿命化、といった改良によりさまざまな機器への応用も期待されています。 深海探査船としては、独立行政法人海洋研究開発機構が開発した地球深部探査船「ちきゅう」がよく知られています。この探査船は水深2500メートルの深海域で7000メートルまで掘削し、地下奥深くにある原始地球に類似した環境で、原始的な地下生命を探索したり、岩石のサンプルを収拾して分析したりすることができます。探査船の開発には、地質学、流体力学、化学などを組み合わせた掘削技術や探索情報の通信技術など「機械工学」「電気電子工学」「情報工学」等様々な工学分野の研究が必要になります。 リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物、負極に炭素を用いた電池で、充電して繰り返し使用できるため、携帯電話やノートパソコンなどの移動用IT機器のバッテリーとして広く使用されています。リチウムイオン電池は他の電池と比較して、小型で大容量のものを作ることができるため、電気自動車のバッテリーしての利用が期待されています。安全面、コスト面、容量など、何を重要視するかによって正極のリチウム金属酸化物を適切に選ぶ必要があります。 より安全・安価・大容量な電池を開発するため「応用化学」「材料工学」の分野で新素材の開発が進められています。

太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で、電池交換や給電線がいらないため、利便性やコスト削面で他の電池をリードしています。この光から電気への変換は、主に電池を構成している半導体と電子の働きによります。より効率的な電池の開発には、半導体や有機色素など「材料工学」「応用化学」に関する深い知識と研究が必要です。近年求められている低炭素社会を実現するためにも、太陽電池の需要は今後益々高まるでしょう。 生鮮食料品から加工食品に至まで、安全で品質の高い食品を消費者に提供するためには、その生産・製造・加工技術は勿論のこと、その鮮度・品質を保つためのパッケージも重要です。例えば、野菜・果物の鮮度を保つためのMA（modified atmosphere）包装が用いられています。MA包装とは、30?100ミクロンの穴が開けられたフィルムで密閉する事により、外気からの酸素の取り入れと二酸化炭素の排出量をコントロールし、「低酸素・高二酸化炭素」の状態にし、青果物の鮮度を保つ方法です。使用するフィルムの種類や厚さでガス透過性をコントロールし、適切なガス組成にコントロールすることができます。この様な素材開発・製造には化学工学の技術が活用されています。 からだの臓器の機能をおぎなう装置が人工臓器です。実用化されている人工臓器には、人工腎臓（正確には血液透析器）という血液の老廃物をきれいにする装置や、血液に酸素を加えて二酸化炭素を除くことのできる人工肺という装置、機能を失った血管に代わる人工血管などがあります。 化粧品（紫外線対応ＵＶケア化粧品） 紫外線を浴びると、シミ、シワなどの肌トラブルだけでなく、皮膚ガンの危険もあります。そこで、化粧品には、紫外線吸収剤や紫外線散乱剤が用いられています。紫外線吸収剤は化学反応によって紫外線を吸収し、熱などのエネルギーに変換して、紫外線が肌内部の皮膚細胞に影響を及ぼすのを防ぎます。一方、紫外線散乱剤は酸化チタンなどの無機微粒子や粉体で、肌の表面で受けた紫外線を物理的に乱反射させ、紫外線が肌の内部へ侵入して悪影響を及ぼすのを防ぎます。最近、C60フラーレンが遊離ラジカル（シミの原因物質を作り出す）を活発に捕捉する性質を利用して、C60フラーレンを添加した化粧品も市販されています。 サプリメントとは、ダイエタリー・サプリメントの略で、 日本では食品に分類され、健康補助食品もしくは一般的に健康食品と呼ばれるものを指します。現代人の生活習慣の変化に伴い、日常の食事で不足しがちな栄養素を補うものとして、ビタミン類、ミネラル類など多くのサプリメントが販売されています。天然成分を抽出・凝縮したものは比較的高価ですが、化学合成や発酵により安価かつ大量に供給されています（天然成分の方が効果がでやすという説もあります）。ここでは、化学工学、発酵工学、機械工学などの技術が活用されています。 タッチパネルは、ディスプレイ上に表示するとともに指で触れることにより入力できる2つの機能を有しており、ATMや携帯電話に使われています。指でディスプレイに触れたときの電気抵抗や静電容量など電気的な変化や圧力の変化を利用してタッチした位置を検出します。指紋認証は、読み取った指紋や静脈とあらかじめ記憶させた指紋や静脈の特徴とを照合して本人確認をするシステムです。これらのシステムの開発には、「電気電子工学」、「電磁気学」、「情報工学」などが不可欠です。最近では、タッチパネルで指紋認証をできるように研究が進められています。 スポーツウェアでは、さまざまなスポーツに応じて必要な性能が異なってきます。競泳や陸上競技など激しい動きの伴う競技では、力学強度や伸縮性、流体抵抗が低いことが必要です。汗をうまく吸ったり通したりする機能も必要です。素材や厚み、表面加工、通気性などには競技ルールで制約がありますが、こうした機能を限界まで追求していきます。さらに衣装としてのかっこ良さも大切なポイントです。 ロボットとは、人の代わりになんらかの作業を行う装置や、人や動物のような働きをする機械のことで、産業用ロボットからASIMO（本田技研工業）のような人型ロボットまでいろいろなタイプのものが開発されています。より高性能なロボットの開発には、ボディとなる軽くて丈夫な新素材の開発や、外部の情報をキャッチし認識・知覚する人工知能の開発、駆動システムなどの制御方法の開発など「材料工学」「情報工学」「機械工学」「電気電子工学」など多岐にわたる分野での最新の研究成果が必要になります。 空気には小さなホコリ、ダニの死骸、杉や檜の花粉等、体の中に入ると健康を害する物質（アレルゲン）がたくさん含まれています。これ らの汚染物質は、空気の流れを興し、フィルターを通過させることにより取り除くことができます。 空気清浄機とは、この働きをする装置です。産業用 のクリーンルームを作る空気清浄機は、1立方フィートの空気中に含まれる粒径0.5μm以上の塵埃を1個以下にすることができます。 アメリカの会社が開発した外科手術用ロボットのことす。 立体画像（３Ｄ）画面を見ながら、がんなど１００種類以上の手術をする事が出来ます。ロボットの腕の先には、小さなカメラや電気メスなどがついて、細かな手術を正確に３メートルくらい離れた場所で行う事が出来る。日本でも、様々な手術ロボットの開発が進んでいる。地球の裏側にいる医者がロボットを使って患者の手術を行う研究も進んでいる。手術ロボットを作るには「機械工学」「情報工学」「電気電子工学」｢通信工学｣｢医療工学｣「素材工学」などの先端技術が必要です。 カーナビは、自動車などが今どこにいるのかを知らせ、目的地までの進み方を知らせる機械の事です。今いる場所は、宇宙の衛星からの電波での情報で知る事（ＧＰＳシステム）が多く、それに自分の走行距離などの情報を加えて教えてくれます。目的地までのこれから先の情報や進む方向、到着までの時間などを音声やディスプレイで教えてくれます。車から取り出して、町中を歩く時にも使えるタイプ、テレビなどが付いているタイプなど、様々な機能が付いている最新機種もあります。カーナビを作るには、「機械工学」、「情報工学」、「画像工学」、「電気電子工学」等の工学技術が必要です。 炭素繊維は、文字通り炭素からなる繊維です。アクリル繊維またはピッチ（石油、石炭、コールタールなどの副生成物）を原料に、何度も高温で蒸し焼きにして余分な成分を取り除き炭化して作った繊維です。「鉄よりも強く、アルミよりも軽い」と言われる様に非常に軽量で、強度と弾性が高いのが特徴です。その上、錆びない、熱に強い、といった特性があり、主にプラスチックとの複合材料として使用されています。このような特性を生かし、今ではゴルフクラブのカーボンシャフト、テニスラケット、航空機などに用いられています。