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Invention of nanocapsule giving nanocapsule which gives the self-healing ability of the living body to materials and applied development of the next-generation materials process

Research Project

Project/Area Number 17H03444
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Yoshida Masahiro  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50315397)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 武井 孝行  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90468059)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Keywordsマイクロカプセル / 修復剤 / 自己修復材料 / 複合材料 / ヒーリング効果 / カプセル化技術 / 金属触媒 / 乳化技術 / ナノカプセル
Outline of Final Research Achievements

One of long-life of materials is a new system for healing the cracks automatically using microcapsules incorporating healing agent. We encapsulated a reactive monomer as a healing agent in microcapsules. In the system, the microcapsules are incorporated in the polymer materials. Cracks rupture the microcapsules with a high content of healing agent. It would achieve efficient healing of cracks in structural polymer materials. In this research, we report a model for healing at a low-temperature by using metal catalyst. Using a cobalt bromide as a catalyst, a model material with MC and catalyst could heal up to 80% compared to an original one without MC and catalyst. Furthermore, as a result of evaluating flexural modulus of the polymer material with MC, it was revealed that addition of MC up to 15 wt% in the material does not affect the mechanical properties of the material.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロカプセルを利用する自己修復材料の開発は、修理が不可能か容易でない部材の修理にかかる時間、コスト、専門技術を必要としない点を考えると画期的な技術開発であると考えられる。また、自己修復を実現する高分子材料を基盤技術とし、自動車、航空機業界、建設などの産業界、プラスチックの減容化など環境・資源対策技術分野、リサイクル技術分野にインパクトを与え、多大な貢献が可能である。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 転相温度乳化法による有機色素を固定化したナノカプセルの調製2018

    • Author(s)
      亀澤美春, 木下智之, 高木斗志彦, 大角義浩, 武井孝之, 吉田昌弘
    • Journal Title

      科学・技術研究

      Volume: 7 Pages: 139-143

    • NAID

      130007599070

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  • [Journal Article] 復剤入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料の修復効率の検討2018

    • Author(s)
      吉岡啓夢,大角義浩,清山史朗,塩盛弘一郎, 武井孝行,吉田昌弘
    • Journal Title

      化学工学論文集

      Volume: 44 Pages: 129-134

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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] メラミン-ホルムアルデヒドを外殻としたコア-シェル型マイクロカプセルのOne-Step調製技術の基礎的検討2020

    • Author(s)
      福元祐希,迫田拓也,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘
    • Organizer
      化学工学会第85年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] メラミン-ホルムアルデヒド骨格を有するマイクロカプセルのOne-Step調製技術の基礎的検討2019

    • Author(s)
      福元祐希,大角義浩,井孝行,吉田昌弘
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      第56回化学関連支部合同九州大会
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  • [Presentation] MFマイクロカプセルの調製技術の効率化の検討2019

    • Author(s)
      福元祐希,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘
    • Organizer
      第30回若手ケミカルエンジニア討論会
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  • [Presentation] フォトクロミック色素を固定化するナノスフェアの調製プロセスの基礎的検討と物性評価2018

    • Author(s)
      亀澤美春,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘,木下智之,高木斗志彦
    • Organizer
      化学工学会九州支部主催久米島ワークショップ(具志川農村環境改善センター)
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  • [Presentation] フォトクロミック色素を固定化するナノスフェアの調製における粒子径制御の検討2018

    • Author(s)
      亀澤美春, 木下智之,高木斗志彦,大角義浩,武井孝之,吉田昌弘
    • Organizer
      第55回化学関連支部合同九州大会
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  • [Presentation] 近赤外吸収色素を固定化したナノカプセルの粒子径制御2018

    • Author(s)
      亀澤美春,木下智之,高木斗志彦,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘,
    • Organizer
      化学工学会第50回秋季大会(鹿児島大学郡元キャンパス)
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  • [Presentation] 修復材入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料モデルに関する基礎的研究2017

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      赤星薫,大角義浩,塩盛弘一郎,清山史朗,武井孝行,吉田昌弘
    • Organizer
      第54回化学関連支部合同九州大会
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  • [Presentation] メタクリル系モノマー入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料モデルの基礎的研究2017

    • Author(s)
      赤星薫,大角義浩,塩盛弘一郎,清山史朗,武井孝行,吉田昌弘
    • Organizer
      第28回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
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  • [Presentation] マイクロカプセルを導入した自己修復材料中の金属触媒種による修復能力の評価2017

    • Author(s)
      吉岡啓夢,赤星薫,大角義浩,清山史朗,塩盛弘一郎,武井孝行, 吉田昌弘
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
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  • [Presentation] 自己修復材料中の修復剤の硬化速度を向上させる触媒種の検討2017

    • Author(s)
      赤星薫,吉岡啓夢,大角義浩,塩盛弘一郎,清山史朗,武井孝行,吉田昌弘
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
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  • [Book] 次世代のポリマー・高分子開発, 新しい用途展開と将来展望 -生分解,自己修復,生物模倣,刺激応答,超分子,医療用途など-2020

    • Author(s)
      吉田 昌弘 ,武井 孝行, 大角 義浩
    • Publisher
      技術情報協会
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  • [Book] 次世代のポリマー・高分子開発,新しい用途開発と将来展望 (5節 修復剤入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料とその可能性)2019

    • Author(s)
      吉田昌弘, 武井孝之, 大角義浩
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      (株)技術情報協会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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