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印象派物理学の精神に基づいた融合マテリアルの研究の展開

Publicly Offered Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 25107712
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOchanomizu University

Principal Investigator

奥村 剛  お茶の水女子大学, 大学院人間文化創成科学研究科, 教授 (80271500)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsソフトマター物理学 / 天然複合材料 / 理論・実験・シミュレーションの融合 / 理論・実験・シミュレーシ ョンの融合
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、H23-24年度の「融合マテリアル」領域での研究交流をベースに、印象派物理学の精神に基づいて天然融合型マテリアルの強靭性について理解するために、これまでの研究をさらに発展させることである。具体的には、自然界に見られる驚くべき硬柔融合構造・階層構造・非線形性が、どのように強靭性に役立っているかを印象派物理学の視点から、実験、シミュレーショ ン、理論を駆使して明らかにする。同様の視点で、本領域関連の他のグループから特色のある表面の提供を受けて濡れに関する研究も進め、スケーリング法則を確立し、領域内共同研究を展開する。
本年度は、現在までの関連研究を総括する天然複合材料の強靭性に関するレビュー2報を発表した。このなかで、真珠層、ロブスター外骨格、クモの巣などの天然の複合材料の強靭性をシンプルなモデルで取り扱うことでシンプルで明確な物理的描像が得られ、これらの結果は、これから新しい融合マテリアルをデザインする際の指導原理となり得ることを専門性の異なる2つのレビュー論文として示した。さらに、領域内共同研究として行っている濡れの研究については、既に昨年度特許出願を行っているが、本年度は研究の仕上げを行い、投稿論文誌のレフェリーからの建設的指摘に従った改訂第2版がアクセプトされた。この他、ボイド構造を持つ物質の強靭性について、シンプルなネットワークを用いたシミュレーションから新しいスケーリング法則を明らかにした研究についても論文を投稿した。また、真珠層のネットワークモデルにおいて非線形性の重要性を明らかにする成果も得た。さらに、塑性の極めて強い高分子性固体のシートを使って系統的に破壊力学的な実験を行い今後の発展につながる興味深い結果も得ている。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (29 results) (of which Invited: 12 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Towards combinatorial mixing devices without any pumps by open-capillary channels: fundamentals and applications2015

    • Author(s)
      Marie Tani, Ryuji Kawano, Koki Kamiya, and Ko Okumura
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: -

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simple views on the strength and toughness of bio-composites consisting of soft and hard elements2015

    • Author(s)
      Ko OKUMURA
    • Journal Title

      MRS Bulletin

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 333-339

    • DOI

      10.1557/mrs.2015.66

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Strength and toughness of bio-fusion materials2014

    • Author(s)
      Ko OKUMURA
    • Journal Title

      Polymer J.

      Volume: 47 Issue: 2 Pages: 99-95

    • DOI

      10.1038/pj.2014.97

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fracture of soft foam solids: interplay of visco- and plasto-elasticity2014

    • Author(s)
      Yuki Kashima and Ko Okumura,
    • Journal Title

      ACS Macro Lett.

      Volume: 3 Issue: 5 Pages: 419-422

    • DOI

      10.1021/mz500122v

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple Network Model for Reinforcement of Materials with Voids2014

    • Author(s)
      Mayuko MURANO and Ko OKUMURA,
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 83 Issue: 3 Pages: 35001-35002

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.035001

    • NAID

      210000133017

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple Model for the Toughness of a Helical Structure Inspired by the Exoskeleton of Lobsters2013

    • Author(s)
      Ko OKUMURA
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 82 Issue: 12 Pages: 124802-124807

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.124802

    • NAID

      40019915598

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ソフトマターの物理2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      2015年真空・表面科学合同講演会(第56回真空に関する連合講演会)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生物に見られる微細・複合構造の生み出す材料物性:濡れ性と破壊靭性の観点から2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第53回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 自然界に学ぶ破壊機構の解明2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会 特別セッション「高分子・今・未来」:しなやかなタフポリマーの実現
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Simple views on the dynamics of drops and bubbles in confined spaces2015

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Energy Materials Nanotechnology Meeting on Droplets
    • Place of Presentation
      Phuket, Thailand
    • Year and Date
      2015-05-08 – 2015-05-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 真珠層シンプルモデルにおける柔らかい層の非線形性についてII2015

    • Author(s)
      青柳裕子,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] パラフィルムの破壊IV2015

    • Author(s)
      高坂あゆり,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanical nonlinearity of soft layers in a stratified biocomposite optimized for strength2015

    • Author(s)
      Yuko Aoyanagi, and Ko Okumura
    • Organizer
      Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
    • Place of Presentation
      Institute of Industrial Science, University of Tokyo
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Imbibition of Micro-patterned Surfaces2015

    • Author(s)
      Marie Tani and Ko Okumura
    • Organizer
      Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
    • Place of Presentation
      Institute of Industrial Science, University of Tokyo
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 実験・理論研究の同時進行によるスケーリング法則の発見 -- 液滴・バブル・濡れ・粉粒体・天然複合材料の研究を例として --2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      統計物理学懇談会(第 3 回)
    • Place of Presentation
      慶應大学日吉キャンパス来往舎
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 印象派物理学入門:ソフトマターに関する最近の研究から2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第28期CAMMフォーラム1月例会
    • Place of Presentation
      東京表参道「アイビーホール」
    • Year and Date
      2015-01-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Simple Views on the Strength and Toughness of Fusion Materials2014

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      Takeda Hall, The University of Tokyo
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Imbibition of Micro-Patterned Surfaces2014

    • Author(s)
      Marie Tani, Ryuji Kawano, Koki Kamiya and Ko Okumura
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      Takeda Hall, The University of Tokyo
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 印象派物理学で複雑な対象からシンプルな理解を導く:企業開発現場へのフィードバックを目指して2014

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      革新的研究開発推進プログラム(ImPACT) 超薄膜化・強靭化「しなやかなタフポリマー」の実現ワークショップ
    • Place of Presentation
      TKP市ヶ谷カンファレンスセンター
    • Year and Date
      2014-09-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MEMS technology meets scaling laws for biology2014

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会シンポジウム「Beyond Biophysics!: 細胞スケールにおける物理・化学・機械的な制御が生み出す新たな生物物理学」
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 真珠層シンプルモデルにおける柔らかい層の非線形性について2014

    • Author(s)
      青柳裕子,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井キャンパス)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 微細加工表面への浸透現象V2014

    • Author(s)
      谷茉莉,川野竜司,神谷厚輝,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井キャンパス)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] パラフィルムの破壊Ⅲ2014

    • Author(s)
      高坂あゆり,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井キャンパス)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fracture of thin sheet of soft solidified foam: interplay of visco- and plasto-elasticity2014

    • Author(s)
      Yuki Kashima and Ko Okumura
    • Organizer
      Condensed Matter in Paris 2014
    • Place of Presentation
      Universite Descartes, Paris
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] パラフィルムの破壊2014

    • Author(s)
      高坂あゆり
    • Organizer
      第13回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 南大沢キャンパス
    • Year and Date
      2014-08-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 印象派物理学からのタフポリマー創出への挑戦2014

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)「タフポリマー」ワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-07-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Simple Views on the Dynamics of Fluids in Confined space and the Fracture of Soft Polymer Foams2014

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      NIMS Conference 2014 - A Strong Future from Soft Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba International Congress Center
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 「ポリマーシートの破壊IV」2014

    • Author(s)
      鹿島由紀,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(湘南キャンパス)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 「パラフィルムの破壊II」2014

    • Author(s)
      高坂あゆり,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(湘南キャンパス)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Strength and Toughness of Helical Fusion Materials Inspired by the Exoskeleton of Lobsters2013

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      2nd Special Fusion Materials Meeting, in honor of the visit of Nico Sommerdijk & Fiona Meldrum
    • Place of Presentation
      The Univ. of Tokyo
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Scaling views on the strength of biocomposites2013

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Workshop on high-toughness materials
    • Place of Presentation
      Tokyo Univ. (Hongo)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] レーザー多次元分光理論から印象派物理学への道2013

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      分子研シンポジウム2013
    • Place of Presentation
      分子科学研究所
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 「ポリマーシートの破壊III」2013

    • Author(s)
      鹿島由紀,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(常三島キャンパス)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 「パラフィルムの破壊」2013

    • Author(s)
      高坂あゆり,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(常三島キャンパス)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 「ボイド構造に由来する物質強靭性」2013

    • Author(s)
      村野真由子,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(常三島キャンパス)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 奥村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.phys.ocha.ac.jp/okumuralab/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 奥村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.phys.ocha.ac.jp/okumuralab/h16/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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