| Project/Area Number |
23K04477
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
|
|---|
| Research Institution | Kagoshima University |
|---|
Principal Investigator |
吉田 昌弘 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, 教授 (90468059)
高瀬 隼 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (20982432)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
|
|---|
| Keywords | マイクロカプセル / 自己修復 / 複合材料 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本課題では、複合材料（例えば炭素繊維複合材料など）を構成する高分子材料の内部に亀裂（マイクロクラック）が発生した際に、１）高分子材料の必要特性を阻害せず、長期間にわたって安定で高い自己修復が得られる自己修復材料を実現するための機能化されたナノカプセルの開発、ならびに２）実用レベルで利用できるナノカプセルを導入した自己修復材料の応用展開を目的としている。生命体と同じ自己修復能力を材料開発に付与し、本提案の普遍性を実証する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
資源・エネルギーの枯渇が現実の問題になり、社会の持続的発展が困難になりつつある今日、高分子材料の研究開発においても、これまで以上に高機能性、多機能化を推進し、製品としてある間は長寿命を図り、廃棄物の減量化に貢献できることが重要となっている。これらの要求を満たす材料は、軽量で強度、剛性が高いなど複数の機能を同時に発現し、その実現は、単一材料では困難で複合化により初めて可能となる。この代表例が、炭素繊維複合材料（CFRP）であり、炭素繊維を強化材とし、主に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）が複合化した材料である。本研究課題では、自己修復による長寿命化やマイクロクラックが発生しても元の性能を補償するメンテナンスフリーなCFRPの開発を目的としている。常温下で生命体と同様に100%自己修復できるナノカプセル化技術を導入したCFRP複合材料モデルの提案は、次世代の革新的材料として研究推進する意義は高い。本課題では、複合材料（例えば炭素繊維複合材料など）を構成する高分子材料の内部に亀裂（マイクロクラック）が発生した際に、１）高分子材料の必要特性を阻害せず、長期間にわたって安定で高い自己修復が得られる自己修復材料を実現するための機能化されたナノカプセルの開発、ならびに２）実用レベルで利用できるナノカプセルを導入した自己修復材料の応用展開を目的としている。生命体と同じ自己修復能力を材料開発に付与し、本提案の普遍性を実証する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定とおりの修復剤を内包したカプセル調製条件の確立に向けた足掛かりを見出したため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
調製した修復剤を内包したカプセルの特性評価をフィードバックし、当該カプセルの調製条件の最適化を継続する。次のステージは、調製した修復剤内包カプセルを分散した炭素繊維強化プラスチック（CFRP)の基礎設計とこれに基づく試験片の作成である。自己修復機能を効率よく発揮するための調査には、マイクロサイズからナノサイズに至るカプセルを適用する必要があり、上記カプセルの調製条件の最適化は重要である。修復剤を内包したカプセルを導入したCFRPの基礎物性評価ならびにマイクロクラックを入れたCFRPに対するクラック進展と修復のイメージング化も実施予定である。
|
