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传递来自大海的声音的人们

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利用金属表面处理技术从零创造+(加)

海洋工程学院 院长 本田新一


凭借金属表面处理技术,
从零创建+(加号)

海洋工程学院 院长 本田新一

船舶是通过焊接将金属板连接而成的巨大结构。此外,在海洋恶劣环境下长期航行需要高耐用性。为了增加耐用性,可以想象使用大量高强度金属材料,但在船舶世界中并非如此。为了用船上有限的燃油到达目的地,需要想办法尽可能减轻重量并提高燃油效率。
本田教授正在研究金属表面的特殊加工,作为技术开发的一部分,以制造即使在海洋环境中也高度耐用的船体和其他物品。经过多年的研究,该技术不仅应用于耐用性,还应用于创造新事物的技术。我们向本田博士询问了他的研究,包括通过处理表面而创造的新技术。

本田教授

传记

本田真一(本田新一)
海洋电子与机械工程系 教授
东京商船大学(现东京海洋科技大学)毕业后,
1986年,他进入东京商船大学担任助教。
自2007年起任职。
从2021年起,他还将兼任东京海洋科技大学海洋工程学院院长。工学博士。

Q 你们教什么类型的课程?

我负责环境材料科学(海洋电子与机械工程系,第二年)。
以电化学为基础,学生将了解金属材料的腐蚀与防护以及商用电池的机理。
各种产品使用各种材料,例如金属、塑料和木材。在制造现场,了解材料的特性(例如强度和电阻)非常重要。材料科学可以说是工程领域的基础教育之一。
尤其是船舶,一旦建成就永远不会完工,它们应该使用几十年。建筑物也是一样,但为了长久地继续使用,维护总是必要的。在环境材料科学中,了解材料使用的大气(环境)以及在维护过程中如何受环境影响的信息非常重要。我的主要研究课题是金属材料,所以我会重点讲授金属材料的劣化和腐蚀,同时我也会深入学习如何利用金属材料,比如它们在电池电极中的应用。


在国际会议上展示的海报
问:是什么让您决定成为一名研究员?

当我进入大学时,我并没有打算成为一名研究员。 当我大四的时候,我本来打算毕业后去造船厂工作,所以我从来没有想过成为一名研究员或大学教授。然而,我的研究导师告诉我,读研究生会很有趣,所以我决定读研究生。 在研究生院硕士课程的两年研究期间,我意识到研究是多么有趣。当你做你喜欢的事情时,你会忘记时间,不是吗?当我在实验室做实验的时候,一眨眼就已经是晚上4点9分了。当我这样度过每一天时,我想知道“研究”是否适合我。我想起来了。另外,在大学当老师需要教学,但当我成为助教,支持四年级学生的毕业研究时,那也很有趣。所以,我想知道“教学”是否适合我。所以我选择继续在大学学习。
问:您作为研究生的研究主题是什么?

我研究的是材料的金属疲劳。 50多年前,在海上航行时发生了一系列船体裂成两半沉没的事故。船体是通过焊接将金属板连接在一起制成的。当焊接部件在海洋中航行时,它会受到波浪的力量的推动。如果您一次又一次地受到来自各个方向的波浪的撞击,金属疲劳可能会导致其折断。由于这种现象发生在海水中,因此不仅会影响金属疲劳,还会影响腐蚀*4。我正在调查为什么零件会因金属疲劳等而破损,以及在什么条件下破损。我们用称为金属疲劳测试仪的机器观察金属的劣化情况。我们用各种设备来观察金属如何变化,直到它像玻璃一样破裂、破碎,这需要很长时间,所以那段时间我有时会留在大学做实验。这是一项简单的研究,但我忘记了时间并致力于它。

*1 腐蚀:金属材料通常是利用还原作用从热力学稳定的矿物(氧化物等)中精炼而成。因此,它试图回到稳定的物质,如氧化物和氢氧化物,并且由于与水和空气中的氧气结合,金属熔化或生锈。


金属疲劳试验机
Q 你现在在做什么研究?

正如我之前提到的,我最初从事的研究是为了能够在海水中更长时间地使用金属,尤其是金属,同时保持其特性。具体来说,研究的是应该对金属表面进行什么样的处理(涂层或电镀*2)以防止腐蚀。
然而,这种研究是消除负面(负面)问题的研究。当然,这项研究对于船体的长期使用至关重要,但我也想接受从头开始创建+(加号)的挑战。因此,我现在正在接受研究挑战,利用我的研究成果和防止腐蚀的知识,通过加工金属表面,为金属表面带来新的功能。

*2 电镀:在金属或非金属表面镀上一层金属薄膜的表面处理。


在实验室
请告诉我们更多有关创建 Q + (plus) 的研究。

“海洋微生物燃料电池”的研究就是一个例子。
例如,如果要在近海设置浮标进行海洋观测并进行长期记录,问题就是电源。即使浮标配备了电池,功率也是有限的。因此,海洋微生物燃料电池旨在利用海洋中的物质发电。
正极(阴极)的金属表面经过处理,放置在海水中,栖息在其中的微生物粘附在电极上形成一层称为生物膜的微生物层。负极(阳极)涂有氧化钛,放置在海面,这样就可以捕获光能。当这两个电极连接时,当微生物利用光能分解有机物时,在阳极电极处产生电子并流向阴极电极从而发电。
通过设计电极表面的处理,我们成功开发了一种电池,它可以比传统的微生物燃料电池产生更多的电力,并且还具有防止电极腐蚀的优点。此外,我们还在研究利用光能,通过对材料表面进行同样的处理来赋予抗菌效果。


明治丸的背景
问:展望 2030 年,您希望对新生进行什么样的研究?

我认为认识“海”包含在SDGs的概念中,始终是对环境的意识。希望今后入学的同学们能够重视“多样性”和“实践经验”,享受在泽比海洋大学的研究。
首先,“多元化”,追求一件事很重要,但如果只追求一件事,如果失败了,你可能别无选择。通过同时学习各种东西,积累知识,你可以改变你的心态,比如如果这条路不成功,那么我们就走下一条。我觉得你们这些即将成为学生的人,自然比我们这一代人吸收的东西更多。我要你好好珍惜。
然后是“实践”体验,在海洋工程学院,我们有很多机会实际接触海洋和船舶。能够接触到真实的东西其实是我们大学的一个特色,因为这在一般的工科系是很难做到的。不仅能够触摸研究设备,还能触摸当今世界正在运行的内燃机和其他机器,这是一种不可替代的体验。我相信这种经历即使在我走向社会之后也会很有用,而且我相信一定会有想法因为我接触到了真实的东西而涌现。所以我希望你们有越来越多的机会去接触真实的东西。


内燃机实验室
Q 您想对即将进入大学的年轻一代说些什么?

我认为日本经历了经济高速增长时期,一直在推动技术发展以促进国家的发展。 展望2030年及以后,我们必须推进技术发展,建设与环境和谐相处的可持续社会。在船舶领域,正在开发各种船舶,例如使用氢气作为推进燃料。未来的科技发展必须敏锐地了解其他国家的理念和规则,推动跨境合作。这和我前面提到的“多样性”有关,但我希望你以后能吸收各种各样的东西并利用它们。


XNUMX周年纪念馆前

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