2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of heat resistant strain imaging sheet and construction of monitoring system
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16K14408
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
不動寺 浩 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (20354160)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
轟 眞市 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (40343876)
久保 祥一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (20514863)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | コロイド結晶 / 構造色 / モノのインターネット(IoT) / 耐熱エラストマー / 常時モニタリング / リモートセンシング / 画像解析 / シリカ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 耐熱性・耐環境性を有する歪み可視化シートの材料設計：シリカ系オパール結晶で100-250℃の高温状態の分光スペクトルを測定した。粒子をポリスチレンからシリカに代替することで温度変化による回折ピークが移動しないことを確認できた。また、シリカオパール結晶を成膜する支持基盤であるポリエチレンテレフタレート(PET: 約200℃)をポリイミド(PI: 約400℃)へ代替できた。一方、耐熱性で高屈折率(1.57)のエラストマー（信越化学工業社製: ASP-1111A/B）で固定できたものの、歪み可視化シートの実現までは至らなかった。既存プロセスでは粒子固定後、粒子間を膨潤現象により拡大する工程がある。本研究課題でこれを実現するまでには至らず、今後の研究課題である。
(2) CCD カメラ等を利用した低コストの観察・計測装置を実装:太陽電池によって給電されるカメラ付き省電力マイクロサーバを使って歪み可視化シートを遠隔自動撮影するシステムを組み上げた。これにより電源を確保できない場所にある構造物の歪み状態をリモートセンシングすることが可能であることが示された。また昼間の撮影は太陽の移動に伴い照明条件が変化する問題が露呈したが、可視光暗視が可能な高感度カメラを使うと街灯程度の光でも色が判別できるので、固定光源による撮影が可能であることが示された。
(3) 可視化した歪み状態の電子情報化:スマホ等のカメラから撮影した歪み可視化シートの画像をリアルタイムで解析し、応力が掛かっていない領域以外を脱色表示するアプリを開発した。これにより、歪み状態を常時モニタリングすること、および専門知識を持たない多数の一般人にも歪み評価の手段を提供することが可能であることが示された。なお、前項のリモートセンシング技術と組み合わせれば、人手を介さずにICT技術を駆使して構造物の危険予知をする道が拓かれる。
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