客觀日本

【先驅科研人】透過散射光和螢光解析流體内的輸運現象,在微小尺度測量領域爲製造業貢獻力量

2024年05月20日 科學家訪談

慄山 憐子
京都大學 研究生院工學研究科 機械理工學專業 助教
出生於東京都。2015年完成慶應義塾大學研究生院理工學研究科綜合設計工學專業博士課程,獲工學博士學位。曾任日本學術振興會特別研究員,後在民間企業工作,2016年起任現職。2023年入選先驅科研人。

Q1. 進入現在的專業的契機是什麼?
A1. 受父親工作的影響,對製造業產生了嚮往

我至今還記得跟隨從事人造人造衛星熱設計工作的父親去參觀技術展覽會和宇宙開發事業團(現宇宙航空研究開發機構)種島宇宙中心的情景。每天耳濡目染父親的工作,漸漸地我對製造業產生了嚮往。

大學入學時,我曾在法學部和理工學部之間猶豫不決,但最終出於「理工學部似乎很有趣」的想法而選擇了理工學部。之後,我進入了佐藤洋平教授的研究室,利用基於流體分子的分子振動產生的拉曼散射光,研究微通道中的溫度和濃度的非侵入性視覺化。

剛進入研究室時,使用從未見過的光學儀器進行實驗,參加充滿專業術語的討論,讓我感到自己知識的貧乏,但受到老師和學長一絲不苟進行研究的激勵,我也逐漸變成了以研究室爲中心的生活方式。學生時代有幸參加過研討會,目睹了大學和企業研究人員對等討論的熱烈場景,這也推動我走上了研究的道路。

使用顯微鏡觀察微通道中的熒燈火信號。微弱的熒燈火信號容易受到外界影響,因此慄山助教在實驗時總是格外留意。

Q2. 您在熱流體工程領域瞄準的研究目標是什麼?
A2. 以非接觸的方式實施高時空解析度的現象視覺化

地球上存在着空氣、水等各種「流體」。熱流體工程學旨在測量、解析和控制這些流體的流動以及熱量和物質的傳輸現象,這不僅有望應用於汽車和飛機等製造業,還在醫療和能源領域都有應用前景。

我目前所在的京都大學熱材料力學研究室正致力於利用光的特性和效應開發一種測量和控制方法,以實施各種熱流體設備的小型化和高效化。捕捉微米(微米爲100萬分之1米)或奈米(奈米爲10億分之1米)尺度的微小傳輸現象並非易事,但揭示肉眼不可見現象所帶來的樂趣也是無可代替的。

此前的研究,主要集中在利用透過光來檢測螢光分子旋轉運動的「螢光偏振法」,開發不易受外部環境衝擊的方式測量流體溫度和粘度的方法,並利用從物質界面滲出的纖薄奈米尺度光層來測量壁面附近的溫度和濃度。在先驅研究計劃(PRESTO)中,我們的目標是使用對力有響應的特殊螢光分子作爲應力探針,在非接觸和高時空解析度條件下實施流體應力場的視覺化。我們希望將開發的方法應用於如流體工程學、醫療和流變學等領域的各種複雜流動現象的研究,進而提高工業設備及工藝的效率,並用於循環系統疾病的預防。

Q3. 對立志成爲研究人員的人有何建議?
A3. 與人交流,享受自己的變化

在分析實驗結果時,我經常爲如何解釋「這個結果意味着什麼」而苦惱。雖然這個階段很煎熬,但我認爲花費時間從各個角度思考並找出細微變化是科研工作必不可少的程序,這也是促進自身成長的動力。

作爲一名大學教師,我深感作爲指導者的責任,也享受着與學生一起進行實驗、分享新發現的樂趣。即使同一領域的研究人員和學生聚在一起,對研究的觀點和方法也各不相同。不要帶有先入爲主的觀念,多與人交流意見,不僅要觀察研究物件,還要「觀察」自己,或許就會看到研究的方向和未來前景。請一邊享受這種變化,一邊探索屬於自己的研究之路。(TEXT:橫井Manami)

慄山助教最喜歡的地方是她的研究基地——京都大學桂校區的校園。在那裏漫步時可以全身心地感受四季不同的風景。

原文:JSTnews 2024年5月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

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