形を覚える金属　〜形状記憶合金の魅力〜| 愛知教育大学教授北村一浩先生

愛知教育大学教育学部創造科学系技術教育講座教授北村一浩先生

形を覚える金属　〜形状記憶合金の魅力〜

愛知教育大学
教育学部創造科学系技術教育講座

教授北村一浩先生

まずはハイライトで視聴

30分のミニ講義を聴講しよう！形を覚える金属　〜形状記憶合金の魅力〜

形状記憶合金は、温めると原子の並び方が変わり、あらかじめ記憶させた形に戻る機能材料です。この合金は、スマートフォンのカメラのオートフォーカスや、シャワーの温度調節機構などに応用されています。形状記憶合金の魅力についてお話しします。

先生からのメッセージ

その時々で、興味のあることや好きなことに夢中になって取り組み、それを続けましょう。興味があることを調べ、考えて知るというプロセスが、社会に出た時に役に立ちます。私は学生の就職支援も行っていますが、企業が求めているのは、そうした学ぶ姿勢や意欲です。専門性の高い仕事など、学んだ内容が必要になる分野ももちろんあります。でも、何かに一生懸命取り組んでいるか、その経験があるかが問われることが多いのです。
ぜひ、高校や大学時代は、好きなことや興味のあることに懸命に取り組んでください。

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夢ナビ講義も読んでみよう温度で動いて形が変わる、形状記憶合金の可能性

スマホや宇宙ロケットにも使われる素材温度によって形が変わる、形状記憶合金という金属は、実は私たちの身の回りでもよく使われています。これは一定の温度になると元の形に戻る金属で、電気やコイル、センサも不要、エネルギーを変換するアクチュエータも使わずに、熱によって金属が動くことが最大の特徴です。形状記憶合金をバネ状にすると温度を感知して伸び縮みするので、火災報知器やスプリンクラー、温水シャワーの温度調整、炊飯器の圧力調整部分などに使われています。
少量の電気を使って伸び縮みさせることもでき、スマホのカメラ機能や、宇宙ロケットの切り離し部分などにも使われています。省スペースで省電力、軽量化に貢献する合金なのです。特性を調整して、医療器具としても活用形状記憶合金は、ニッケルとチタンを合成してつくられます。この割合を変えたり、熱処理を変えたりすることで、形が回復する温度や、弾性といった性質を変えることができます。柔軟性にも長（た）けていて、人の体温で元に戻るようにした医療器具もあります。血管を広げる器具や、がん細胞のある臓器に直接薬を届ける器具、内視鏡などにも使われています。医療現場では、なくてはならない素材にもなっています。アイデア次第で、広がる活用分野さらに、力を加えても元の形に戻ろうとする弾力性があるので、これを利用して、農作業をする人の腕を支える作業補助具や、介護をする人の腰への負担を軽減する器具も開発されています。教育の分野ではエネルギー変換の教材などに利用して、科学技術の楽しさを伝えるアイテムとして活用されています。
また、これまではワイヤー材としての製品が中心でしたが、3Dプリンタや鋳造（ちゅうぞう）法を用いて立体的な加工も可能となりつつあります。複雑な形状ができれば、まったく新しい緩衝材といった商品開発も可能となります。とてもユニークで特徴のある形状記憶合金は、アイデア次第で活用の幅がますます広がるでしょう。