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2017/12 Vol.120

【表紙の絵】
「オゾンホール修復飛行船O3-ZES21」
久保 竜希 くん(当時10 歳)
O3-ZES21( オーゼス21:O Zone Eco Ship 21 century)この機械は飛行船にオゾン発生装置を取り付けて、上空で飛行しながらオゾンを製造し、オゾンホールをふさぎます。燃料はいりません。晴れの日は屋根のソーラーパネルで、曇りや雨の日はプロペラと、オゾン発生装置のファンが回ることで電気を作れます。出発前に地上でCO2 を取り込んで、上空でO3 に変えて、放出します。O3-ZES21 の作ったオゾンのおかげでオゾンホールがなくなり、紫外線がさえぎられて、南極の生き物が大喜びしています。

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特集 今、欠陥をあやつる

特集に寄せて

土屋 智由(京都大学)

マイクロシステムあるいは微小電気機械システム(MEMS)の得失についてよくサイズ効果を用いて議論されます。たとえば、寸法が小さくなることによって表面積の体積に対する比率が高まることにより表面に働く作用が支配的になることが挙げられ、静電アクチュエータが用いられることがその代表です。一方、 MEMS 機械構造体としての信頼性のサイズ効果はどうなっているのでしょうか?サイズ減少によって共振周波数が高くなる(質量が減り、剛性が相対的に高くなる)ことは信頼性の面で有利だとされています。しかし、材料に含まれる欠陥の大きさには変化がないとするとどうでしょうか?寸法に対して破壊の起点が相対的に大きくなれば信頼性には重大な問題となる可能性があります。また、MEMS では半導体材料、特に脆性を示すシリコンが機械構造材料として用いられており、その機械的信頼性に懸念があります。我々はマイクロ・ナノ工学部門において「マイクロ・ナノ機械の信頼性」研究会を2013 年に立ち上げ、研究会、年次大会、マイクロ・ナノ工学シンポジウムなどで議論してきました。材料と加工、特にこれらのプロセスによるさまざまな欠陥がMEMS の信頼性に与える影響についてそのサイズ効果に注目しています。

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