Elucidation of transformation-induced plasticity mechanism of polyrotaxane glass through multiscale structure-properties analysis

• Project/Area Number: 24K01545
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 加藤 和明 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任研究員 (80570069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星野 大樹 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 准教授 (20569173) ; 柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: マルチスケール解析 / ポリロタキサン / 変態誘起塑性 / ひずみ硬化 / その場観察

Outline of Research at the Start

本研究ではポリロタキサンガラス特有の伸長誘起相分離を伴う構造転移が超高強度鋼で見られる変態誘起塑性と類似の機構でひずみ硬化を起こす可能性に着目し、ミクロな構造変化からマクロな延性挙動に至るまでの構造物性相関をマルチスケールで解明することで、従来とは異なるひずみ硬化機構に基づく高分子材料の高延性化指針の有効性を示す。具体的には、延伸下で起こる様々な時空間スケールにおける特徴的構造変化を放射光X線散乱等によるその場観察により明らかにするとともに、マルチスケールモデリングにより各スケールにおけるひずみ硬化の支配因子を明らかにすることで、顕著なひずみ硬化に基づく高延性ポリマーガラス材料の創製を目指す。