Development of a Multiscale Simulation Framework for Self-Healing Polymers Bridging Quantum, Molecular, and Continuum Scales

• Project/Area Number: 25K07488
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 大矢 豊大 東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 助教 (60735554)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸本 直樹 東北大学, 理学研究科, 准教授 (60302080)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: ビトリマー / 分子動力学法 / 量子化学計算 / 有限要素法

Outline of Research at the Start

自己修復性能を持つ架橋高分子「ビトリマー」は、優れたリサイクル性と熱機械特性とを兼ね備えた新規構造材料用樹脂として注目を集める一方、その詳細な学理は未解明である。本研究では、電子スケール（量子化学計算）、分子スケール（古典分子動力学計算）、マクロスケール（連続体の有限要素法）を連結したビトリマー用のマルチスケール解析技術基盤を確立し、自己修復性と熱機械特性の要因をミクロからマクロスケールにわたって包括的に調査し、解明する。