2022 Fiscal Year Final Research Report
Design on Mechanical and Multi-Physics Properties of Nano-Structured Meta-Interface
Project/Area Number |
18H05241
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Broad Section C
|
Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澄川 貴志 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80403989)
嶋田 隆広 京都大学, 工学研究科, 教授 (20534259)
|
Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
|
Keywords | ナノ構造 / メタ界面 / 力学 / マルチフィジックス / 設計 |
Outline of Final Research Achievements |
We aimed to elucidate the governing mechanism of peculiar mechanical and multiphysics properties of meta-interface consisted of nano-elements and to design them based on the mechanism. We accomplished the methodology of experimental evaluation for a single nano-element and developed the design technique of meta-interface behavior. Using a meta-interface consisted of the spring-elements with characteristic elongation property, we successfully designed and proved superior fatigue life of the material. Furthermore, we successfully conducted in situ observation and analysis showing the load effect on the ferroelectric property of nano-element; multiphyics property. We finally analyzed exquisite multiphysics property of various meta-interfaces brought about by the collective deformation of nano-elements invoking numerical simulations. This points out the future developability of the nano-structured meta-interface.
|
Free Research Field |
材料力学、材料強度学
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
一般的に異材界面は、破壊の起点となるだけでなく、様々な機能損失を生じる箇所であることから、材料設計上は忌み嫌われる部位である。本研究では、設計された形状を有するナノ要素で構成したナノ構造メタ界面という新たな考え方を提示し、個々のナノ要素の力学特性の設計によって優れた強度特性の実現や新たな機能を界面上に発現できることを実験および解析の両面から示した。これらの成果は、界面に関する新たな力学分野の創製に資するものであり、さらに産業の観点からも新奇構造体・製品の創製に繋がるものであることから、学術的・社会的な意義および価値は極めて高い。
|