en el campo materialLogros principales
antibiopelículaMétodos de prueba de materiales.Estandarización internacional
Una biopelícula es un agregado formado por polímeros secretados por bacterias y microorganismos, como el limo que se produce alrededor del agua. Las biopelículas tienden a formarse en baños, aires acondicionados y otras áreas donde el agua fluye o se acumula, lo que no solo crea un ambiente insalubre, sino que también causa obstrucciones en las tuberías, lo que perjudica la eficiencia térmica y la circulación del agua.
Por lo tanto, existe la necesidad de "materiales anti-biopelículas" que prevengan las biopelículas, pero los métodos de prueba para dichos materiales no se han establecido como un estándar global. Por lo tanto, en este campo, estamos llevando a cabo investigaciones conjuntas con la Asociación Japonesa de Tecnología de Productos Antibacterianos (SIAA).Método de prueba establecido.2023 año 7 mes 18 díaestandarización ISOEstaba hecho.
Basado en estándares internacionales,antibiopelículaDesarrollo de materiales
Ahora que se ha establecido el método de prueba para materiales antibiopelículas, podemos comenzar el desarrollo a gran escala de materiales antibiopelículas. En la Facultad Nacional de Tecnología de SuzukaHemos desarrollado un material que contiene plata de tamaño nanométrico en resina de silicona como material antibiopelícula.Los iones de plata tienen un efecto antibacteriano y la liberación gradual de estos iones prolonga el efecto antibacteriano, dando como resultado un material que es antibiopelícula.
Sin embargo, aunque la Facultad Nacional de Tecnología de Suzuka tenía la tecnología de los materiales, no tenía la tecnología para recubrirlos (aplicarlos) a superficies líquidas o sólidas. Por lo tanto, aplicando parcialmente la tecnología de recubrimiento de la Facultad Nacional de Tecnología de Koyama y la tecnología de producción de polímeros (materiales) de la Facultad Nacional de Tecnología de Tsuruoka, convertimos un nuevo monómero desarrollado en la Facultad Nacional de Tecnología de Suzuka en un polímero.Hemos desarrollado un agente de recubrimiento anti-biofilm.También estamos desarrollando tecnología para fijar monómeros con propiedades antibiopelículas en polímeros y utilizarlos como agentes de recubrimiento.
Con nanomotores impulsados por luz,de células y virusObjetivo de análisis
Nanomotor es un término general para nanomateriales que giran sobre su eje, y las nanopartículas como las células y los virus también pueden considerarse nanomateriales. Un nanomotor impulsado por luz utiliza la luz para provocar un movimiento de rotación. Un elemento para analizar la composición de una sola partícula o molécula de una célula o virus cerca de una partícula nanomotora mediante la creación forzada de un campo de plasmón (un fenómeno en el que resuenan la luz y las nanoestructuras metálicas) utilizando una luz especial. Esta tecnología se puede desarrollar y se espera convertirse en un dispositivo analítico innovador en el futuro.
Por lo tanto, la Facultad Nacional de Tecnología de Oita, que cuenta con nanotecnología óptica, y la Facultad Nacional de Tecnología de Kure, que cuenta con tecnología de microfabricación, han colaborado para proceder con la construcción y el desarrollo del principio de los nanomotores accionados ópticamente. Si esto sucede, por ejemploEs posible analizar la composición molecular de células, virus, etc. en líquido.Será.
Entrevista al líder de la unidad Hideyuki Kanematsu Profesor especial, Centro Conjunto de Promoción de la Investigación, Facultad Nacional de Tecnología de Suzuka
¿Cuáles fueron sus pensamientos iniciales sobre la colaboración en el campo de los materiales?
En primer lugar, ¿qué son exactamente los materiales (ingeniería de materiales)? En los países en desarrollo, los resultados son claramente visibles en cosas como la producción de materiales de acero, pero en los países desarrollados no se visualiza claramente que son útiles y menos personas son capaces de visualizar los materiales.
Personalmente, si me preguntas si los materiales son ingeniería o ciencia, creo que está más orientado a la ciencia, pero por eso es difícil aplicar materiales dentro del campo de los materiales. También se pueden lograr resultados visibles en la implementación social mediante la investigación y el desarrollo conjuntos con ingenieros en los campos eléctrico/electrónico, biológico y arquitectónico.
Por ello, decidimos centrarnos en las "aplicaciones" en el campo de los materiales. Para cuando GEAR 5.0 pase del segundo al tercer año, cada escuela técnica habrá construido una plataforma centrada en sus fortalezas y técnicas únicas. Después de eso, creamos el concepto de un "laboratorio virtual" que integraba esas plataformas. Aunque los temas de investigación en cada facultad técnica son diferentes, al concentrar las fortalezas de las facultades, es un sistema que puede resolver los problemas que enfrentan las pequeñas y medianas empresas independientemente de la región.
¿Cuál fue la parte difícil del desarrollo de materiales antibiopelículas, que es uno de los mayores esfuerzos en este campo?
El antibiofilm es similar al antibacteriano y al antiviral. El objetivo de los tratamientos antibacterianos y antivirales es inactivar bacterias y virus, pero los anti-biofilms no sólo inactivan las bacterias en "baboso" sino que también prolongan el efecto de inactivación, es necesario dificultar la formación de baba o poder eliminar la baba.
Por lo tanto, en colaboración con la Facultad Nacional de Tecnología de Koyama y la Facultad Nacional de Tecnología de Tsuruoka, trabajamos en el desarrollo de un material antibiopelícula aplicando un material antibiopelícula a una superficie recubierta de polímero. Al implementar estos materiales en las tuberías por las que fluye el agua, podemos aspirar a mejorar no sólo la higiene, sino también la eficiencia térmica y la circulación del agua.
Además, la baba en baños y cocinas se cita a menudo como ejemplo de biopelícula, pero los cálculos del tracto urinario, la candidiasis y la placa dental que forma una película después de no ser tratados durante un largo período de tiempo también son biopelículas. Hay gente en el campo médico que dice: "Las enfermedades infecciosas son biopelículas".
De este modo, las biopelículas existen no sólo en el entorno que nos rodea, sino también en el ámbito de la medicina e incluso dentro de nuestro cuerpo. Se estima que el mercado de antibiopelículas superará el billón de yenes en Japón y los 1 billones de yenes en todo el mundo, y creo que seguirá creciendo significativamente en el futuro.
¿Qué hiciste como actividad educativa para los estudiantes?
Creo que lo que es único en este campo es el "Campamento de Nuevos Materiales", donde estudiantes de varias escuelas técnicas se reúnen y pasan varios días pernoctando para abordar problemas. Los campamentos en sí son iniciativas comunes en los Estados Unidos, como el "Campamento de Materiales" dirigido por la Sociedad Estadounidense de Ciencia de Materiales (ASM International) y el "Campamento Químico" dirigido por la Sociedad Química Estadounidense (ACS).
Además de las presentaciones de carteles sobre temas de investigación, el Campamento de Nuevos Materiales incluyó un programa en el que equipos de dos o tres personas analizaron y observaron muestras mientras recibían conferencias sobre equipos de vanguardia propiedad de la Facultad Nacional de Tecnología de Suzuka y presentaban sus resultados. Además, en el año fiscal 2, presentaremos un maratón de ideas en el que colaboraremos con empresas y presentaremos propuestas para resolver sus problemas tecnológicos. Creo que fue una experiencia valiosa poder conversar con los estudiantes que conocí por primera vez en el campamento y hacer propuestas a las empresas.
Para medir numéricamente los efectos del campamento, utilizamos pruebas realizadas por empresas privadas para medir si hubo algún cambio en las habilidades de los estudiantes antes y después del campamento. Además de mis habilidades de pensamiento, estoy seguro de que pude desarrollar mis habilidades interdisciplinarias y mi creatividad al interactuar con estudiantes y profesores de otras universidades técnicas.
Por eso, al crear un manual de campamento, nos gustaría ampliarlo a cada escuela técnica. Cada escuela técnica tiene su propia mentalidad y equipo de investigación avanzada, entonces, ¿no sería atractivo tener un campamento que aprovechara eso?
Otra opción es convertir la investigación que realizamos junto con los estudiantes en un negocio que pueda implementarse en la sociedad. Actualmente, mi laboratorio tiene como objetivo iniciar un negocio utilizando impresión 2024D, con el objetivo de iniciar un negocio para finales de marzo de 3.
Si bien muchos proyectos de startups tienen como objetivo el desarrollo de aplicaciones, el desarrollo de software y la comercialización, el nuestro es el espíritu empresarial de fabricación. Esto suele ser difícil porque cuesta dinero, pero colaborando no sólo entre escuelas técnicas sino también con universidades y empresas nacionales y universidades y empresas extranjeras (especialmente Finlandia), podemos superar esta dificultad con el poder de la colaboración. este problema e implementarlo en la sociedad de la mano de los estudiantes. Confío en que este será un gran logro como resultado del proyecto GEAR5.0 en educación.
¿Cuál es el objetivo futuro para la investigación y el desarrollo de materiales en las escuelas técnicas?
Como comenté al principio, los materiales son un campo de difícil aplicación interna. Sin embargo, los materiales están involucrados en varios campos. El lema de la Sociedad Estadounidense de Ciencia de Materiales, de la que fui nombrado miembro, es "Todo es material". Llevamos a cabo investigaciones en el campo de los materiales y pretendemos implementarlos en la sociedad desarrollándolos en aplicaciones.
Por eso es tan importante colaborar entre sectores. Aunque se trata de un instituto de investigación virtual formado por plataformas con objetivos de investigación dispares, al unificar al máximo las reglas y los formularios de contrato para la investigación conjunta y hacer posible una colaboración rápida como sistema, podremos realizar investigaciones fuera del escuela técnica en su conjunto Quiero construir una organización que pueda influir fuertemente en la situación.
Creo que la cultura de colaboración entre universidades técnicas está experimentando actualmente un giro copernicano y está cambiando. No es sólo el campo material. Creo que todavía llevará algún tiempo, pero quiero hacer todo lo posible para expandir nuestras escuelas técnicas a todo el país, lo cual no es sólo una forma de unidad, sino un estilo que es difícil de lograr en otras instituciones educativas y de investigación.
Comentarios de estudiantes
Departamento principal: Departamento de Ingeniería Eléctrica y de la Información, estudiante de 2do año
A través del proyecto GEAR5.0, intenté compartir activamente lo que aprendí y las habilidades que tengo. Específicamente, "llevaré a la universidad las habilidades operativas de equipos aprendidas a través de esta actividad del proyecto y las compartiré con los estudiantes", y "las compartiré con estudiantes fuera de la universidad en campamentos, etc." Creo que esta serie de aprender nuevas técnicas y comunicar las habilidades que ya tengo me ha llevado a mejorar mi nivel de comprensión y habilidades de presentación. También tuve más oportunidades de intercambiar opiniones con profesores y estudiantes de otras universidades técnicas, lo que me dio la oportunidad de ampliar mis amistades y horizontes.
Departamento: Carrera Ingeniería Integral de Innovación, estudiante de 1do año
Al estudiar con estudiantes de otras universidades técnicas, otros departamentos y otros años, pude entender lo que me enseñaron los miembros de mi equipo, aunque mi campo de especialización era diferente. Uno de los propósitos de mi especialidad es interactuar con estudiantes de otros departamentos y adquirir una amplia gama de conocimientos, por lo que sentí que fue un momento muy significativo para mí. También creo que las habilidades comunicativas son fundamentales a la hora de insertarme en la sociedad, y siento que mis habilidades comunicativas han mejorado a través del trabajo en grupo y compartiendo comidas con estudiantes que conocí por primera vez.