Development of homogeneous reconstruction process for multiscale hierarchical structure of wood with elucidating mechanisms behind wood mechanical performance

• Project/Area Number: 25K02072
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40020:Wood science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 聡一 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (50730321)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梶川 翔平 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00772815) ; 伊福 伸介 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (70402980) ; 今井 友也 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (90509142)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2027: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2026: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: 木材 / 化学修飾 / 薬液含浸 / 塑性加工 / 構造解析

Outline of Research at the Start

木材小片を原料として、木材の階層構造を均質に再構成した大型材料を製造するためのプロセスの開発を行う。プロセス開発を通じて、木材のマルチスケール階層構造と力学性能の関係の解明に取り組む。そのために、木材および同プロセスで得た成形体について、小角X線散乱(SAXS)、広視野光顕・X線CT観察、熱分析・化学分析により階層構造を評価し、構造モデルを構築する。力学特性を構造モデルに基づく弾塑性有限要素解析によって計算し、木材と成形体の力学試験結果と比較することで、木材や成形体について階層構造と力学性能の関係を明らかにする。製造プロセスの開発を通じて材料の力学性能を最大化する階層構造を追及する。