Mechanisms of Toughening and Durability Enhancement in Sustainable Nanocomposites

• Project/Area Number: 25K00244
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: タンクス ジョナサンデビッド 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 主任研究員 (50850947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒尾 与史彦 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (40449335) ; 田村 堅志 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, グループリーダー (80370310)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ナノコンポジット / グリーンコンポジット / 強靱化機構 / き裂抑制効果

Outline of Research at the Start

本研究では、環境にやさしい「グリーンコンポジット」の高性能化を実現するため、天然資源・廃棄物由来ナノ素材からなる熱可塑性複合材料における高靱性の発現機構と劣化を抑える役割の解明を目的とする。独自の処理・混合工程によりナノフィラーの分散性を改善することで高充填と関連している靱性低下問題を解決する上に、熱酸化から生じるき裂進展の機械的な抑制効果を図る。ナノフィラー(セルロースなど)と植物由来ナイロン樹脂の混合体をモデル材とし、ナノ領域において実験と理論計算により靱性と耐久性の関係を提示する。なお、高充填ナノ複合材料の資源循環・高性能化を両立させる設計原理へと繋げていく。