精密ゲル科学に基づくゲル弾性論と浸透圧原理の解明

• Project/Area Number: 25K00966
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: ZEN University
• Principal Investigator: 作道 直幸 ZEN大学, 知能情報社会学部, 准教授 (50635555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151) ; 白井 伸宙 三重大学, 情報基盤センター, 助教 (20772081)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2026: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2025: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: 高分子ゲル / エントロピー弾性 / 負のエネルギー弾性 / 浸透圧 / 準希薄スケーリング則

Outline of Research at the Start

本研究では、高分子ゲルの弾性率と浸透圧を決定する新たな物理法則を明らかにする。従来、古典的な「ゴム弾性論」や「高分子液体論」で説明されてきたゲルの性質を、申請者らが発見した「負のエネルギー弾性」と「浸透圧のスケーリング則」に基づく新しい理論で再構築する。実験・理論・数値計算を組み合わせることで、ゲルの大変形、破壊、膨潤現象を定量的に理解・予測する法則を確立し、次世代のゲル材料開発を促進することを目指す。