生体から宇宙まで、高速流動力学を駆使し社会課題の解決に挑む

● 研究テーマ

• ❖ プラズマエンジン開発
• ❖ 宇宙ゴミ由来の大気汚染に関する基礎評価
• ❖ 衝撃波工学に基づく医療機器開発

● 分野

❖ プラズマ学およびその関連分野
❖ 流体工学、熱工学およびその関連分野
❖ 航空宇宙工学およびその関連分野

● キーワード

衝撃波，ブラスト波，プラズマ

● 実施中の研究概要

衝撃波や電離反応を伴う超音速流体力学を専門とし、超音速旅客機･電気宇宙推進機など航空宇宙分野でのアプリケーション開発に取り組んでいます。
放電工学×衝撃波工学を土台とした医療機器開発も行っており、医学･生命分子科学分野との異分野連携研究、産学連携研究を推進しています。

①人工衛星の動力航行に必要な高出力プラズマエンジン開発

電気宇宙推進機用プラズマに関して、推進剤(=燃料)の供給手法を工夫することで従来比100倍の超高密度プラズマを生み出すことに成功しました(図参照)。研究グループ独自の静電･電磁複合加速手法により、生成したプラズマを高速排気し、従来比6倍の推力密度を達成しました(D. Ichihara et al., J. Appl. Phys. 122(4), 2017 & 130(22) 2021)。これにより宇宙での軌道遷移時間を大幅に短縮することができます。

②衝撃波を応用した医療機器開発

放電由来の衝撃波を駆使したマイクロ粒子の高速射出技術を開発しました。""人肌ゲル""での貫入実証にも成功し、針を使わない薬剤送達手法「針なし注射(図参照)」として日経新聞などメディアにも複数掲載いただきました。研究成果はAIP Advances誌にてFeatured Article (= one of the Journal's best)に選定されております。

● 特徴ある実験機器、設備

衝撃波管｜62mm×62mm×2060mm
光Doppler式速度計(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)
真空チャンバー｜Φ700mm×L700mm，Φ1000mm×L3000mm

● 知的財産権（技術シーズ）

●特開2016-107175，「送風機およびそれを用いた空調装置」，伊藤功治, 小田修三, 酒井雅晴, 前田登, 佐宗章弘, 岩川輝, 市原大輔
●特願2024-023102，「針なし注射器」，市原大輔

● 過去の共同研究、受託研究、産業界への技術移転などの実績

●株式会社デンソーとの共同研究（代表：佐宗章弘，課題名：電磁力を用いたタービンレス車載昇圧器の基礎研究）に連携研究者として参加．
●三菱重工業株式会社との共同研究（代表：佐宗章弘，課題名：発散磁場中にてヘリコンプラズマを静電加速する新方式の電気推進機開発）に連携研究者として参加．

過去の論文や著書などの業績

＜Featured Article (=one of the Journal's best)＞

D. Ichihara, and R. Takata, Electrical microparticle acceleration by high-speed membrane deformation, AIP Advances 13, 125003 (2023)

＜アメリカ物理学会, Special Collection: 2021 Photonics and Optics＞

D. Ichihara, G. Fukushima, D. Kuwabara, and A. Sasoh, “Energy Conversion Efficiency of Electrical Exploding Foil Accelerators,” AIP Advances 11, 095203 (2021).

＜メディア報道＞

ローカルビジネスサテライト
FNNプライムオンライン

＜アウトリーチ＞

衝撃波について「名大カフェ Science, and Me」にて一般向けに御話する機会をいただきました。
アーカイブ動画はこちらから御覧いただけます。

● 関連リンク先

❖ researchmap

• https://researchmap.jp/7000027035

❖ より詳しい研究者データ

https://hyokadb02.jimu.kyutech.ac.jp/html/100001764_ja.html