アイデア次第で、新たな活用法を生み出せる磁性ナノ粒子

引きつけ合ったり反発し合ったりしない磁石

磁石にはN極・S極があり、通常は異なる極同士は引きつけ合い、同じ極同士は反発し合います。ところがナノスケールの磁性体である「磁性ナノ粒子」の場合、粒子一つひとつはN・S極を持っているものの、引きつけ合ったり反発し合ったりしません。しかし、外部から磁気を与えると、粒子同士がひきつけあったり、粒子自体が発熱する特徴を持ちます。この性質を、人々の暮らしや健康に役立てる方法を探す研究が、ナノ科学の分野で進められています。

人々の健康に役立てる

磁性ナノ粒子は引きつけ合わないので、液体に混ぜても凝集しません。そこで、がん細胞に取り込まれやすい状態にした磁性ナノ粒子を血管に投与し腫瘍に集積させ、外部から磁気を当ててがん細胞を熱で破壊する、「がん磁気温熱療法」の研究が進んでいます。抗がん剤と違い、正常細胞にまでダメージを与えることがないので、画期的ながん治療法になると期待されています。
また、熱を与えると縮み、温度を下げると元の大きさになる「熱応答性ゲル」という素材と磁性ナノ粒子とを組み合わせ、「マイクロサイズのポンプ」を作る研究も行われています。このポンプ内に、発作が出たときだけ投薬するタイプの医薬を入れて人体に埋め込み、必要に応じて磁気を照射すれば、体内で薬が供給されるというわけです。

特性を活用した全く新しいデバイスに

磁性ナノ粒子は、外部から磁気を与えたときだけN・S極の向きが決まって鎖状に並ぶ性質も持っています。熱によって固まる熱硬化性樹脂に磁性ナノ粒子を混ぜ、樹脂を熱硬化させると、レンコンの輪切りのような多孔体ができます。このレンコン型の多孔体は、毛細管現象を利用した、電源不要の冷却デバイスへの応用が可能です。レンコン型多孔体を利用すれば、より高密度の熱を輸送できるようになり、機械内部に多くのスペースを割けないスマホやノートPCにピッタリの冷却システムが得られます。

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先生情報 / 大学情報

名古屋大学工学部機械・航空宇宙工学科助教岡智絵美先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

材料工学、ナノ科学

先生が目指すSDGs

メッセージ

大学で学びたい学問の領域、専門的に研究したい内容などについて、自分なりの考えはあるはずなのに、友人の意見やネットで目にした情報などに引きずられて、なんとなく気持ちがブレてしまう、そんな経験はありませんか。自分のやりたいことがあるのなら、周囲に流されずにぜひ挑戦してみてください。
特に、ナノサイエンスに興味があるのなら、解明されていない事柄がいくらでもあります。あなた自身が興味を持っていることを、自分なりにどんどん調べながら前進してもらいたいです。

先生への質問

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名古屋大学は、研究と教育の創造的な活動を通じて、豊かな文化の構築と科学・技術の発展に貢献してきました。「創造的な研究によって真理を探究」することをめざします。また名古屋大学は、「勇気ある知識人」を育てることを理念としています。基礎技術を「ものづくり」に結実させ、そのための仕組みや制度である「ことづくり」を構想し、数々の世界的な学術と産業を生む「ひとづくり」に努める風土のもと、既存の権威にとらわれない自由・闊達で国際性に富んだ学風を特色としています。この学風の上に、未来を切り拓く人を育てます。