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活躍する同窓生に学ぶ:髙井千加氏(名古屋工業大学教授)

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活躍する同窓生に学ぶ:髙井千加氏(名古屋工業大学教授)


「一期一会」
~研究は身近な疑問から-出会いとつながりが導く未来~

名古屋工業大学 大学院
工学研究科 先進セラミックス研究センター教授
東北大学 多元物質科学研究所教授

髙井(山下)千加(平成10年卒業)

名古屋工業大学
https://lsac.web.nitech.ac.jp/

同 先進セラミックス研究センター https://www.crl.nitech.ac.jp/

東北大学 多元物質科学研究所 https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/

今回は、2025年4月に出身大学である名古屋工業大学の教授になられた髙井千加さんにご登場いただき、どうやって研究者を目指したのかを伺いました。

カブトムシ幼虫の糞形状から雌雄の分類ができることを発見されたそうですね。
 私の専門は粉体工学(※1)です。息子の影響でカブトムシの飼育にハマりました。彼らは幼虫時代、ふぞろいの木粉・腐葉土を食し俵状の糞に整えて排出します。幼虫は粉(糞)を操る達人だなと思いました。幼虫の見た目はほぼ雌雄差がないのに、蛹になった途端、雄は角がはえ明確な雌雄差が現れます。それでふと、幼虫の糞の形には雌雄差があるんじゃないかと思いました。

 折しもコロナ禍で夫婦の勤務先も息子の保育園も閉鎖になり、自宅でもできる研究を模索していました。息子を巻き込んで糞を集め画像をコンピューターに取り込んで、研究者の夫(名古屋大学 山下誠司)に形の違いを解析してもらいました。夫が機械学習(※2)をやり始めた時期でもあり、「人の目では判断できない違いを見つける方法(マハラノビス・タグチ(MT)法)(※3)があるよ。」と教えてもらいました。私は理系にいながら計算が苦手なので、データ処理は夫にお願いしました。ある夏休みに、夫からもらったデータを眺めていたら、雄と雌では糞の形のパターンが違うことが分かったんです。仮定が実証されて本当にうれしかったです。カブトムシの研究者にも協力いただき、論文として発表しました。協力してくれた研究者の皆さんも、粉体工学をおもしろがってくれました。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921883122001303

カブトムシの幼虫と糞

 私は粉体を作り、その構造を調べて、機能材料に使うという三つの柱を中心に研究をしています。粉体の構造と機能の関係をすべて調べるには膨大な時間と労力がかかるので、機械学習を取り入れようと考えていたところでした。今回のカブトムシの例では、生体の糞という個体差の大きなサンプルが対象ですが、これらの個体差は排除して雄雌という分類に寄与する因子を“見える形”で抽出できる、というのが特徴です。この“見える形”というのが材料設計ではとても重要になってきます。今後この手法を粉体材料設計に生かしていき、将来的には社会に貢献できるような材料として発展させていきたいと思っています。

研究の三つの柱 詳細はこちらへ https://researchmap.jp/ChikaTakai-Yamashita
身近な疑問の解決から社会貢献へ

この4月に名古屋工業大学(以下略称・名工大)の教授になられましたが、東北大学でも教授をされているんですね。
 クロスアポイントメント制度(※4)を利用して二つの大学に所属しています。メインは名工大で、東北大学では多元物質科学研究所に所属しています。いろんな材料を扱っているユニークな研究所で、そこで、農学部・工学部・医学系の先生方とコラボしながら、粉体工学の研究を広げています。例えば認知心理学の竹本あゆみ先生と実験結果のばらつきと実験者の心理的影響の関連を検討したり、竹本先生がお得意とする“空気を読む”ことについて材料の立場から挑戦したりしています。

 名工大では、普段は岐阜県多治見市にある先進セラミックス研究センターで働いています。大学院生の時にいたところです。粉体工学の対象は食品、医薬品、化粧品、セラミックスなど多岐にわたります。セラミックスは、例えばパン作りにも似たプロセスで扱えるため、食品系の研究者と共同研究を始めてみました。また、芸術系の研究者と顔料の効果的な染織方法の確立に取り組んでいます。カブトムシに食べさせるためにキノコの栽培も始めました。キノコが生えてくる培地は粉体でできていますので。このように、粉体工学というのは多様性のある学問である、というのがとても魅力的だなあと思います。多くの人に興味を持ってもらえたら嬉しいです。

滝学園時代、どんな生徒でしたか。
 中学校から滝に入りましたが、進学校というものがどんな学校なのか全く分かっていませんでした。私の両親は岐阜の柳ケ瀬で食堂を営んでいましたから、クラスにお医者さん、弁護士、建築家の子どももいて、まったく違う世界があるのだなと感じました。父は、授業参観で学校に行ったとき、駐車場に高級車がいっぱい停まっているのを見て驚き、「自分の車が目立たないように奥まった駐車スペースを探したよ」と笑いながら話してくれました。

 同級生はみんな優秀で将来の目標も持っていてすごいなあと思いました。あるとき、私の家が食堂だと知った友人から「どんなメニューが好き?」と聞かれ「カツ丼」と答えると、「高井の家にカツ丼ツアーに行こう!」と誰かが言い出したんです。「行きたい人は名前書いてー」とクラスに紙が回って、23人の同級生が実家にカツ丼を食べに来てくれました。私にとって家が食堂であることは当たり前でしたから、食堂であることが面白いと言われたことは私からしたら面白いし、何より同級生の行動力や統率力に驚きました。当日、父は店を貸し切りにし、必死で23人分のカツ丼を作ってくれました。

 高校では演劇部に入ったのですが、歴史ある部ということをあとで知り、すごい世界があるんだと良い経験になりました。一方、勉強の方は相変わらずさっぱりできず、追試、追試の日々でした。朝早い0時限追試に間に合わせるのに、冬場なんかは真っ暗の中、家を出ていました。高1の終わり、文理選択の時期になっても、「どっちがいいのか分からないなー」とぼーっとしていましたが、「また教科書を枕にしとる(笑)」とよくからかってくださった数学の中村康彦先生の影響で、何となく理系を選択しました。その後ものんびり屋の私は、大学受験が迫っても進路を決められずにいました。三者面談の際、戸田誠先生から名工大の材料工学科をすすめられ、「材料ってよく分からんけど、行きます」と。先生に進学先を決めてもらったようなものでした。でも、今考えるとこの選択はベストチョイスだったと思い戸田先生に感謝しています。いいものを作るためには、その基礎となっている材料の性質を知らないといけない。材料も幅広く、すべてを網羅することは難しいですが、それでも、その一端を勉強する機会に恵まれたから、材料の面白さを知ることができたんだと今は思います。

大学時代はどうでしたか。その後、一般企業でも働いたのですね。
 有機材料コースを選択し、有機化学や高分子化学の勉強をしました。相変わらずさっぱり分かりませんでしたので、優秀な友人に頼りまくっていました。四年生で高分子合成の研究室に配属になると、反応が終わるまで時間がかかるので、研究室に泊まることもよくありましたが、同期もよく泊まっていたので楽しかったですね。優秀な同期から「大学院」というコースがあるんだよと聞き、社会人にまだなりたくなかった私は必死に大学院入試の勉強を始めました。なんとか院試に合格しましたが、優秀な同期たちには遠く及ばず、所属していた研究室には定員オーバーで入れませんでした。そこで、今所属しているセラミックスの研究室を選択し、粉体工学に出会いました。

 振り返れば、学部では有機、大学院では無機を研究し、有機無機両方の材料を扱った経験が、分野の垣根を超えるハードルが下げてくれたように感じています。材料が違うだけで実験のアプローチも大きく違いますし専門用語や文化も異なります。両者を知れたことで、異分野の融合に必要なコミュニケーションの方法を学べたような気がします。

 同期は博士前期課程修了後に就職しましたが、私は「まだ社会人になりたくないな・・・」という邪な気持ちで博士後期課程に進学しました。学会などで会う同期たちは、皆優秀でキラキラしていて、「私は場違いなことをしてしまったのでは」と何度か思いました。どんどん、アカデミックに残るという気持ちはしぼんでいき、博士取得の頃に大阪の企業に応募し採用してもらいました。

 会社では研究開発の部署に入り、大学の頃のように毎日実験をして楽しかったですね。当時の上司が事業部と兼任をされていて、ほとんど毎晩のように、現場のおじちゃんたちと一緒に飲みに連れていってくれました。仕事を一緒にしたことがなくても、色んな方々と(夜に)知り合うことができて人脈が広がりました。今でも応援してくださる方々もいて感謝しています。3年たったころ、疑問を持ってそれを解明していくプロセスが無茶苦茶楽しいなと気付きました。ただ、会社だと利益を出さないといけない。腰を落ち着けてこれができるのはやはり大学しかないかなと思っていた時、名工大の藤正督先生から、ポストドクターで博士研究員の枠があるとお誘いいただき、名工大のセラミックス研究センターで博士研究員という社会人として働き始めました。

スイスへの留学が研究者としての方向性に大きく影響したのですよね。
 実験するのも論文書くのもすごく好きなのですが、自分の新しい研究のテーマとかアイデアがない。先生から言われてやっているだけではないか。センスもない自分が、この先、研究者としてどうやって生きていくのか、と悩み始めました。折しも35歳の時に出産し、子育てのことで頭がいっぱいになっていたときでもありました。ある時、まだ幼い息子から「お母さんは将来何になるの」と聞かれ、はっとしました。そこで、将来についてきちんと考えてみようとスイスへの留学を決めたのです。学振(日本学術振興会)の若手研究者交流事業に採択され、半年間ひとりでスイスの研究所に行きました。ここで大きく価値観が変わったように思います。

 女性は男性の三歩後ろを下がるんだと言われて育った私はみんなの前で意見を言うのはいけないことと思っていました。学会で質問したこともなかったです。欧州の色んなバックグラウンドの研究者と話していたら、皆、自分を大切にしているな、幸せそうだなと思いました。実際、スイスで出会った研究者のセバスチャンはお茶の作法を心得、空手にヨガにもみじ栽培と多趣味だし、マリーは絵画の趣味が高じて本を出版し、アーノルドは週の半分はプロの音楽家として活躍しているなど、働き方が多様でした。「研究者はこうあるべき」というのがなく、皆やりたいことを何でもトライする。そんな人たちと会って、「だれかとの比較じゃない。自分が幸せかどうかが大事なんだ」と気づいたのです。研究者として大きな転機になったことは間違いないですね。

 留学中に文部科学省の卓越研究員事業に申請して採択していただき、岐阜大学のテニュア・トラック助教(※5)になりました。当時40歳でしたから、周りの20代、30代で教員になられる方と比べたら随分遅い方ですが、私には必要な回り道だったなと今は思います。スイスでの体験から、自分が“面白い”と思ったことを臆することなく実践していこうと決めました。カブトムシの糞の研究を始めたのもその頃です。息子がカブトムシを飼い始めたことがきっかけでしたが、見ているうちに本当に面白くなり、研究対象にしてみようと思うようになりました。

ワークライフバランスはどんなですか?
 土日は家族で過ごす時間を大事にしています。心身ともに健康な状態を保って、楽しく仕事が出来るように心がけています。「研究が楽しい」という姿勢が息子にも伝わるといいなと思っています。

趣味はなんですか。今はまっていることはありますか。
 趣味は昆虫や爬虫類の飼育と観察です。ずっと眺めていられるほど好きですが、彼らにとってはストレスだったかもしれません・・。爬虫類を飼い始めたのは4、5 年前と最近ですね。特にカメレオンは本当に癒されました。生餌のコオロギを少し離れたところで見せると、ゆったりと寄ってきて狙いを定めると、腔内に収納されている舌を発射して瞬時に捕食するんです。この緩急がたまらないです。餌となるコオロギも自宅で飼育していました。定年退職したら、カメレオンのブリーダーを始めようかなあと思っています。

 映画を見ることも好きです。最終的に幸せになるような内容の映画が好きですね。ホラー系も大好き。また、車の運転も好きです。本を読むのも好きで、よく推理小説を読みます。記憶力がずば抜けて悪いので、内容をすぐに忘れてしまうから、たまに同じ本を買う時もあります。夫に「何度も『面白い』と思えていいね」とからかわれています。
 それからミニチュア作りが好きです。実験で使うキムワイプというティッシュのような素材もミニチュアサイズに作って実際に取り出せるように工夫しました。実験で粉を作る工程で使う攪拌機や遠心分離機、乾燥機などもミニチュアサイズに作って、本物の実験室を縮小したような世界を作っています。そこで実験するという動画を撮っていつかYouTubeにあげたいなと。

ミニチュアのテッシュケース

座右の銘は。
 大切にしている言葉は「一期一会」です。人と話して新しい知見を得たり、人と出会ってチームを作ることが楽しいです。自分のやりたいことを見つけ、そこに進んでいく際、自分ではできないこと、分からないことが出てくる。そんな時、それが得意な人とチームを作っていくことが大事だと思っています。そのために、色んな学会や集まりに出向いて、色んな人と話す機会をできるだけたくさん作りたいと思っています。
出前授業などで中学生や高校生と話しをすると、実験が面白いと言ってくれるのですが、それが仕事になることは知らないということに気付きました。面白いことを、面白いと思いながら続けられる「研究者」という職業の魅力を伝えていきたいですね。

滝学園の在校生、卒業生に対し、今後の進路を決めていくうえで、さらには生きていく上での助言がありましたら。
 先日、滝学園に伺って、中学生の皆さんの前でお話する機会(キャリア教育)がありました。そのときにもお伝えしたのですが、いつか、自分の得意分野を見つけてほしいと思っています。得意分野って自分では気づけないことが多い気がします。なので、多くの人と話すことが大事かなと。私はある時まで、「母・妻・女性たるもの・・・」と、いろんなバイアスを自分にかけて勝手に苦しんでいたように思います。海外で、自由に楽しくやりたいことをやっている研究者たちを見て、「研究者ならこうあるべき」なんて考えなくていいんだな、と思えるようになりました。
 やりたいことが見つかっても、それができる環境じゃなかったら、できる環境を探し続けてほしいと思います。自分が不得意とする問題が出てきたら、それを得意とする人を探して助けてもらえばいいと思う。それから、いろんな視点で物事を考える力も身に着けるといいんじゃないかなと思います。私は昆虫の研究者ではないけれど、昆虫の糞を粉体と見立てたアプローチをすることで、新しい気付きが生まれました。対象が同じであっても、違うバックグラウンドの人と一緒に観察すると、新しい知見をもらえることもあります。まさに異分野融合ですね。研究って楽しいんだ、と思ってもらえたら嬉しいし、もし、「粉体工学って面白いじゃん!」って思ってくれる人が増えたらもっと嬉しいなと思います。

※1 粉体(ふんたい)とは、細分化された固体粒子のことです。粉体工学(ふんたいこうがく)とは、多数の粒子の集合体である粉体(ふんたい)の物理的特性、測定方法、操作方法などを扱う工学の分野です。粉体工学は、粉体の物理的・化学的基礎特性の研究、工学的試験・計測、およびそれらに基づいた粉体の製造、処理操作、装置などを対象とする学問分野です。粉体工学は、扱う粒子の大きさによって粉粒体工学、微粒子工学と区別されることがあります。

※2 機械学習とは、データを分析する方法の1つで、コンピューターがデータから自動的に学習し、予測や判断を行う技術です。機械学習は、人工知能(AI)の一分野であり、大量のデータからパターンやルールを発見し、学習した成果に基づいて予測や判断を行います。近年では、ハードウェアの進化や利用しやすいツールの登場により、様々な分野で活用が進んでいます。

※3 P.C.マハラノビス博士と田口玄一博士が提案したものであり、両者の頭文字からその名が付けられていることから、「マハラノビス・タグチシステム」(英:Maharanobis-Taguchi System)を略して「MT 法」と呼ばれ、多変量解析に品質工学の理論を融合させた手法群の総称です。「マハラノビス距離」を用いて異常を検知するMT 法は、波形の分析による製品の品質向上から自然災害の予測まで、幅広い分野で活用されています。複数のデータの相関関係を考慮する必要がある場面では、非常に役立つ手法といえます。

※4 クロスアポイントメントとは、出向元機関と出向先機関の間で、出向に係る取決め(協定等)の下、当該取決めに基づき労働者が二つ以上の機関と労働契約を締結し、双方の業務について各機関において求められる役割に応じて従事比率に基づき就労することを可能にする制度です。

クロスアポイントメント制度について(METI/経済産業省)
https://www.meti.go.jp/policy/innovation_corp/cross_appointment.html

※5 テニュア・トラック制度とは、大学などの研究機関が、若手研究者を任期付きで採用し、自立した研究環境で経験を積ませた後、実績を審査して、適格であれば終身雇用(テニュア)の教員として雇用する制度です。

【参考資料】
髙井千加「のんびり屋のかーちゃん、研究者を目指す」
粉体工学会誌、61, 38–41 (2024)
https://www.sptj.jp/assets/doc/activities/diversity/article_61-01.pdf

多元研で活躍する女性研究者紹介(#7 高井千加)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/general/info/diversity/researchers/takai.html

[プロフィール]
髙井(山下)千加(たかい ちか)
名古屋工業大学 大学院
工学研究科先端セラミックス研究センター教授
東北大学 多元物質科学研究所教授


1979年6月 岐阜県岐阜市生まれ
200x年3月 名古屋工業大学工学部 卒業
2007年3月 名古屋工業大学 物質工学専攻博士後期課程修了 博士(工学)取得
2007年4月 株式会社栗本鐵工所技術開発本部(~2010年3月)
2010年4月 グランデックス株式会社(~2011年3月)
2011年4月 名古屋工業大学セラミックス基盤工学研究センター博士研究員(~2014年8月)
2014年9月 出産育児による退職(~2015年8月)
2015年9月 名古屋工業大学 先進セラミックス研究センター 特任助教
2017年4月 日本学術振興会特別研究員RPD
2018年1月 スイス連邦材料試験研究所(Empa), Academic guest(~2018年7月)
2018年11月 岐阜大学 工学部 テニュア・トラック助教
2018年11月 文部科学省卓越研究員(~2023年3月)
2021年4月 岐阜大学 工学部 助教(任期解除)
2022年4月 岐阜大学 工学部 准教授
2023年4月 東北大学 多元物質科学研究所 准教授(クロスアポイントメント)
2025年4月 名古屋工業大学 大学院工学研究科/先進セラミックス研究センター 教授(現任)
2025年4月 東北大学 多元物質科学研究所 教授(現任)(クロスアポイントメント)

[所属学協会]
粉体工学会・日本粉体工業技術協会・日本セラミックス協会・セルロース学会・コロイドおよび界面化学部会・日本化学会・日本農芸化学会・日本昆虫学会・粉体粉末冶金協会・・日本MRS・シクロデキストリン学会・日本ゾル‐ゲル学会・食品工学会・調理学会・食品科学工学会

[専門]
粉体工学、粒子分散、表面改質

[研究分野]
ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学 /
ナノ材料科学 / 無機材料、物性 / 構造材料、機能材料 / 複合材料、界面 /
ナノ構造化学 /

※プロフィールは、取材日(2025年5月13日)時点の内容を記載しています。

髙井千加教授と大西同窓会長
岐阜県多治見市・名古屋工業大学先進セラミックス研究センターにて