【JSTnews6月号掲載】NEWS&TOPICS 研究成果/創発的研究支援事業(FOREST) 研究課題「圧力・温度自動応答スマート流体による資源開発革命」
新たな岩石の破砕法で地下資源開発のコスト低減の可能性
2025年06月10日 12時00分更新
新しい資源として注目されているシェールガスの掘削や、地球温暖化対策の1つである二酸化炭素の地下貯留などでは、地下の流体を流れやすくすることが効率の良い手法につながります。地面に掘った縦穴を通して数キロメートルの地下に高圧の流体を流し込み、その圧力で岩石を破砕して人工的に割れ目を作る水圧破砕は、カギとなる技術です。しかし、従来の水圧破砕の手法では、割れ目の方向は地下の状態により一方向に決められ、それ以外の方向に作ることはできませんでした。
東北大学流体科学研究所の椋平祐輔准教授らの研究チームは、粘性が速度によって劇的に変化する「せん断増粘流体」と呼ばれる機能性流体を用いて、花こう岩から作った岩石試験片を破砕する実験を実施。試験片に空けた縦穴から多方向に割れ目を作ることに成功しました。せん断増粘流体は、微細な粒子が溶媒中に分散し、外からの力に対して集合体を作っており、それによる抵抗で粘性が増します。地下の環境では、流速が速くなると一時的に固化します。同チームは、流体が固化する際に大きな圧力が生じ、多方向に割れ目ができたと考えています。
同チームが開発した手法によって、今までアクセスできなかった地下資源を回収できるようになるほか、地熱開発のように資源の貯留部が不均質に分布している状況でも貯留部に到達しやすくなり、掘削コストを下げられる可能性があります。さらに、近年ますます掘削深度が深くなっている鉱山開発での安全対策など、さまざまな分野への応用も待たれます。

この連載の記事
-
第58回
TECH
アンデス・アマゾン考古学で探る人と自然の共生システム -
第57回
TECH
「誰」を優先対象とすべきか、ポストコロナ時代の新型コロナワクチン接種 -
第56回
TECH
食虫植物が獲物を捕らえる「感覚毛」の全容解明に一歩前進 -
第55回
TECH
環境モニタリングへの応用も期待される、“液体の流れで生じる電位差”を利用した電気化学発光法を開発 -
第54回
TECH
ゲノム編集技術の活用で、男性不妊の新たな原因遺伝子を発見 -
第53回
TECH
小さな気泡を発生させて水の摩擦抵抗を減らし、船舶航行の省エネを実現 -
第52回
TECH
深海の極限環境をヒントに、食品製造に欠かせない高機能乳化剤を開発 -
第51回
TECH
産学連携で理想の分析システムを実現! 「超臨界流体クロマトグラフィー」が開く未来の科学 -
第50回
TECH
頭蓋骨をナノマテリアルで代替。生きた脳を超広範囲で観察する手法を完成 -
第49回
TECH
金の原子3つ分の超極細「金量子ニードル」を開発、他分野への応用に期待 -
第48回
TECH
温度変化をスイッチとしてたんぱく質の機能を操る、新たな分子ツールを開発 - この連載の一覧へ








