こんにちは、工学系研究科の本山です。

今回の記事では研究の醍醐味の1つである、装置の作製に関する記事です!

いま、私が構築している装置を例にして、装置作製の流れを紹介していこうと思います。

まず、なぜ装置を作製するかというと、現状の装置ではできないことをしたいからです。では、私の場合は何がしたいのかを以下に説明します。

私は今、X線を微小スポットに集光するための鏡を作る研究をしています。こうすることで、これまで以上の高い分解能をもつX線顕微鏡の構築が可能となります。X線の波長はnmオーダーであるため、波面を乱さずに集光するためには同程度の形状精度が求められます。そこで、私は、ミラーの形状をナノメートルレベルでコントロールするために、加工装置を作製しています。

次に、その装置の仕組みを考えます。形状をコントロールする方法は様々です。ドリルで削ったり、電解反応で粒子を除去したり、本当にいろいろな加工方法があります。その中でも私は、成膜という手法を採用しました。

では、どのような装置であれば成膜することができるのでしょうか?ややこしいので割愛しますが、成膜するためには、装置の内部を真空にする必要があります。そのため、大気圧に押しつぶされないような剛性の高い構造にする必要があります。他にもガスを注入したり高電圧をかけたり、どのような形にするかは非常に重要です。

さて、装置の設計が決まったら、いよいよ組み立てます。そして完成した装置がこちらです。写真

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私の装置の作製は現在ここまで進んでいます。ここまでで、装置は完成したかのように見えますがそうではありません。ここから実際に装置を動かす必要があります。

さらにいえば、ただ動くだけではだめです。科学をするためには、前提として再現性が重要です。再現性とは世界中のどの研究者も実験条件さえ揃えれば同じ実験、実験結果を再現できるということです。

再現性のある実験をするための条件を探索したり、ここからは忍耐強く実験をすすめる必要があるのです。
いかがでしたでしょうか?

工学部では特に自ら実験装置を設計、作製する人が多い気がします。

そういうことが好きな人には工学部がおすすめです。