2022 Fiscal Year Final Research Report
Piezoelectric and Magnetostrictive Mechanical Design and Development of High Energy Conversion in Electronic Composite Materials
Project/Area Number |
19H00733
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
Narita Fumio 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (10312604)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 祥広 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 主任研究員 (20527361)
荒木 稚子 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40359691)
栗田 大樹 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40643226)
森 孝太郎 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (40712740)
宮本 直人 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60400462)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | マルチスケール材料力学 / 数値シミュレーション / 材料試験 / 強誘電材料システム / 高分子系複合材料 / 電磁場-力学場相互干渉 / 振動発電 / スマート材料・構造 |
Outline of Final Research Achievements |
By establishing multi-physics numerical simulation methods based on the mechanics of piezoelectric and magnetostrictive materials, and by collaborating with device development technology based on micro/nano structural control of composite materials, flexible and high strength piezoelectric/magnetostrictive filler-dispersed composite materials were developed. Their electrodynamic properties and energy conversion performance were then discussed. The optimum fabrication conditions and structures were found, and the design guidelines for highly efficient energy harvesting devices were provided.
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Free Research Field |
工学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本成果は,電磁材料力学,複合材料工学,エネルギー変換工学を融合した学際領域学術体系の確立と応用に資する点で重要な意義を有し,機能材料・構造とエネルギー・環境を融合した新しい学際領域学術体系の確立が期待される.また,環境発電デバイスの設計指針を提供することが可能となり,最適設計されたエネルギー変換デバイスにより,IoT機器の動作に合わせた電力供給を実現する環境発電ユニットが社会実装でき,経済・社会的影響は多大である.
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