2022 Fiscal Year Annual Research Report
ゲル材料モデリングの高度化と成長誘起形態形成の分岐座屈解析フロンティア
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19H00739
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
奥村 大 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70362283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 真 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90432624)
田中 展 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70550143)
伊田 翔平 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (80610740)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 固体力学 / 材料力学 / ゲル / 高分子合成 / 不安定変形 / 膨潤 / パターン変態 / 形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ゲル材料モデルの高度化と成長誘起形態形成の分岐座屈解析フロンティアの研究に取り組んでおり，本年度の研究実績は以下のようにまとめられる．まず，軟質基盤上の硬質ゲル膜に生じるパターン変態の非線形有限要素解析では，今年度より，リッジと呼ばれる波長に対して振幅の大きなパターンの発生機構の解析を進めており，分岐座屈としての特性が明らかとなった．一部はすでに国内雑誌に掲載されており（田中ら，計算数理工学論文集，2022），現在，国際雑誌への投稿準備中である．分岐座屈の観点から現象を明らかにしており，独創的かつ工学的にも重要な知見を含んでいる．また，アクリルアミドハイドロゲルの過渡膨潤状態に着目した論文が国際雑誌に掲載決定となった（Matsubara et al., Adv. Struct. Mater., accepted）．この論文では，ゲルの膨潤状態に依存した粘弾性を計測しており貴重な実験データとなることを期待している．さらに，二層ゲル膜のパターン変態の観察と評価について，ゲル化過程でのパターン変態に着目して，国際雑誌に論文が掲載された（Nagashima et al., Langmuir, 2023）．従来研究よりも非常に大きな寸法レベルにおいて，膨潤という時間のかかる過程を必要としないゲル化過程のダイナミクスを利用したパターン化手法を提案しており，定量化に成功している．今後も，この新しい変態機構を利用した応用研究が広がることを期待している．ほかにも，研究分担者のグループによる論文や招待講演の研究実績が上がった（各項目参照）．また，クリース変形の解析についても大きな進展がみられ，論文投稿の準備を進めており，最終年度も多くの研究実績を上げることができた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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