Unveiling mechanism of thermal transport in disordered materials with local order and hierarchical structure by topological and network approaches

• Project/Area Number: 23K26055
• Project/Area Number (Other): 23H01360 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 志賀 拓麿 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10730088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀 琢磨 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50791513) ; 柏木 誠 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 次席研究員(研究院講師) (70825421)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2023: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 熱輸送スペクトル / 無秩序構造 / 局所・階層ネットワーク / 分子シミュレーション / 熱物性計測 / 局所・階層ネットワーク構造

Outline of Research at the Start

アモルファス材料やナノ材料集積体等の無秩序構造中の熱輸送は、サブnmサイズの局所構造と局所構造のつながりから成るナノ・マイクロオーダーの階層性ネットワーク構造に強く依存する。本研究課題では、トポロジカル・ネットワークの観点から局所・ネットワーク構造を分類する量的分析手法を新規開発し、熱伝導スペクトル解析法と協奏することで局所秩序と階層構造が支配する熱伝導の基礎学理を確立する。さらに、本学理をもとに高熱伝導アモルファス材のような従来の制約を打破する指針を示しつつ、実験的な検証を行う。これにより革新的な熱制御シーズの創生をもたらす研究基盤の構築を目指す。