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広範囲に応用される微粒子ハンドリング技術に関する研究
社会に応用される微粒子ハンドリング技術の新たな可能性を求めて。
私の研究室では、微粒子ハンドリング技術に立脚し、高効率的化学変換法の開発や環境調和型化学プロセスの開発を目指した研究・教育を行っています。扱っているのは微粒子やその集合体である粉体です。工業製品の約70％は粉体であると言われており、食品・医療・電気電子材料といったさまざまな分野で、それらを扱う微粒子ハンドリング技術はますます重要になっています。すなわち、原料や廃棄物を無駄にすることなく、人体や環境への負荷を考慮した、省エネルギーで安全な化学工業プロセスを編み出していくという私たちの研究は、時代の要請と言えるでしょう。
なかでも、現在の私の中心的な研究は大きく2つあります。1つは、工場等で発生する粉状の廃棄物を捕集し、有用な物質を取り出して再利用するための基礎的な研究。もう1つは、粒子の電気泳動を利用した新たな分級手法の研究開発です。
粉体を粒子の大きさで分けることを『分級』と言いますが、その手法には大きく分けて、『乾式』と『湿式』の2つがあります。『乾式』は空気中の粉体を扱うもので、サイクロンセパレーターやバグフィルターがその一例です。掃除機を思い浮かべてもらうと分かりやすいのではないでしょうか。１つ目の研究はこの乾式分級に関わるもの。そして、『湿式』のほうは液体中の微粒子を扱うもので、電気泳動利用の研究はこちらの方式。電気泳動とは、溶液中の荷電粒子が自分の持つ電荷と反対の極に向かって移動する現象ですが、この現象を利用した分級に関する研究です。
こうした微粒子ハンドリングを専門にしている研究室は、国内では大変少なく、かなり希少な研究と言えます。技術的には昔からあるものではありますが、間違いなく社会に役立てられるものであり、既に社会実装されている研究も多くあります。そのため、研究は基礎と応用を両輪として進んでおり、基礎研究の部分も常に社会に役立つことを意識して行っています。
このように、主に工場やプラントなどにおける各種工業製品の製造過程に応用されている微粒子ハンドリング技術ですが、私自身は人体の細胞一つひとつも粒子として捉えることができると考えており、例えば、再生医療分野などにも、現在取り組んでいる基礎研究の成果が、いつの日か役立てられることなども期待しているところです。
学生とも対等に論じ合う楽しさを実感。常に、正しさを疑う姿勢を。
私が研究のおもしろさを実感するのは、実験結果をグラフにしていく作業であったり、学生たちと対等なディスカッションを行っているとき、あるいは、新しい実験装置を組み立てているようなときです。とりわけ、学生たちとのディスカッションでは、若い彼らは発想が大変自由なので、「あぁ、そういう考え方をするのか」といった驚きもあり、とても刺激になります。ただ、広島大学の学生さんは結構、優等生タイプが多いので、もっと生意気だなと思えるぐらいでもいいのではと思っています。先生の言うことは全部正しいと考えるのではなく、「いや、ぼくはこう思います」などと言ってくれるようなディスカッションが非常におもしろいし、楽しいと感じる時間です。
また、研究に際しては、実験結果や先行研究を鵜呑みにしないという姿勢を貫いています。学生たちにも常々、必ず再現性を確認するよう指導しているのですが、実はこれは、私自身の苦い経験が基になっているのです。学生の頃、初回の実験でいい結果が出たので、喜んでそのまま考察を進めていったものの、再実験の結果は違っていたということがありました。以来、実験の結果は、良いものも悪いものも、何かのエラーによるものかもしれないし、たまたまそうなったのかもしれないというスタンスで臨み、本当にこの結果は正しいのかと常に問いかけ、追試して確かめることをいつも心がけています。先行研究についても同様に、確認することは欠かせないという風に考えています。
さて、私は一貫して微粒子工学を探求していますが、これまでの道のりは平坦なものではありませんでした。小さい頃から昆虫などの生物が好きだったので、大学ではバイオテクノロジーを学ぼうと農学部に進学。しかし、あまり興味が持てず、講義にも最低限しか出席しないような日々を過ごしました。おもしろくなってきたのは、大学3年次に研究室に所属してからです。そこは、農業土木分野で土壌の微粒子を研究する研究室だったのですが、そこで初めて行った凝集実験がとても楽しくて、それからは研究にのめりこみました。そして4年時には、このまま博士課程まで進もうと決めました。まわりは就職するひとのほうが多かったのですが、せっかくの人生だから、いちばん大変そうな、博士課程へ進むという道を選ぼう。大変そうだからおもしろそうだ――そんな風に思えたのです。それから博士課程まで進み、博士の3年次には、オーストラリアのメルボルン大学へ短期留学をします。これが私にはまたひとつの転機になりました。と言うのも、博士課程では一時期、研究がうまくいかず、つらいときがあったのですが、メルボルン大学の学生たちは、結構、楽しそうに研究をしていました。そして、メリハリのある時間の使い方をしていて、平日は頑張るけれども休日はものすごく遊ぶのです。それまでの自分は、平日も休日も研究研究といったスタイルでしたので、彼らを見て、そういうやり方もあるんだなと感じ、肩の力が抜けたのを覚えています。それ以降は今日まで、大変いい形で研究を続けてくることができました。まわりには切磋琢磨する仲間たちがいましたし、研究職に就くことになったのも、学会で知り合った若い先生からのお声掛けがきっかけでしたから、自分はとても運がよく、ひとや環境に恵まれていまがあると感謝しています。
化学工学は高校で学ぶ化学や物理を世の中に役立てる分野。就職にも強い。
こうした自身の経験から、よく学生たちに言っているのは、「外国へ行け」「マイノリティになれ」ということです。私が短期留学をしたメルボルンは、オーストラリアの中でも日本人が少ないところでした。例えば、アジア圏に行くと、日本人ということで優遇されるような場面もあると思いますが、敢えて、日本人の少ない地域に出かけて行って、マイノリティになることで、得られる経験がきっとあるよと勧めています。また、学生時代は失敗しても許されますから、自分の考えを大切にしながら、思い切って失敗して欲しい。学生たちにはそんな思いがありますね。
私が大学の研究職に就き、学生を指導するようになって丸5年ほどになります。一から指導して世に送り出した学生というのはまだ少ないのですが、社会に出ていった学生たちが一人前になって、ゆくゆくはそういう子たちとまた研究ができるようになるというのが、将来的な夢のようなものですね。実現したときにはきっと、「大学の先生をやっていてよかったな」と思うのではないでしょうか。
最後に、進路を考えている皆さんに向けて。化学工学というのは、高校の教科書には載っていないので、おそらく高校生の皆さんには馴染みのない分野だろうと思いますが、実際には、高校で勉強する化学や物理を含むような内容で、こうした学びを社会に還元するもの、社会に役立てる橋渡しをするのが化学工学だと思うんです。最初にもお話ししたように、社会的な要請が高い分野であり、その分、研究成果が目に見えやすいという特徴もあると言えます。そのため、就職に関しても間違いなく強い。卒業生の就職先には、BtoBの会社さんが多いですが、有名どころから知る人ぞ知る企業までずらりとありますから、進路に困ることはまずないでしょう。
そんな化学工学のなかでも、多岐にわたる微粒子や粉体を扱っている、うちの微粒子工学研究室は、印象としては地味かもしれませんが、ちょっと他とは違うことをやりたい、挑戦してみたいというひとには、とても楽しいところだと思います。顕微鏡をのぞくこともあれば、でっかいプラントに足を運んで、サイクロンやバグフィルターがどのように使われているかを視察することもある。まさに、顕微鏡から工場まで、粒子に関わるすべての分野が我々のフィールドです。興味のわいた方はぜひ、うちの研究室へ。皆さんのtrial and errorのパワーに期待しています。
深澤 智典 助教
Tomonori Fukasawa
微粒子工学研究室
2005年3月 筑波大学 第二学群 生物資源学類 卒業
2007年3月 筑波大学 大学院生命環境科学研究科 生物資源科学専攻 修士課程前期 修了
2009年7月～2009年8月 The University of Melbourne, Department of Chemical and Biomolecular Engineering Visiting researcher
2010年3月 筑波大学 大学院生命環境科学研究科 生物資源科学専攻 修士課程後期 修了
2010年4月1日～2014年10月31日 京都大学 大学院工学研究科 特定研究員
2014年11月1日～2015年2月28日 京都大学 大学院工学研究科 特定助教
2015年3月1日～ 広島大学 大学院工学研究科 助教
2020年4月1日～ 広島大学学術院（先進理工系科学研究科） 助教
