2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21246021
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三浦 英生 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90361112)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 研 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40396461)
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| Keywords | ひずみ / 計測 / 非破壊検査 / カーボンナノチューブ / 電気伝導 / 分子動力学 / 第一原理 |
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| Research Abstract |
本研究では,実社会の多様な構造物,特に回転体や運動体の動ひずみのオンラインモニタリングを可能とし,安全で安心な社会基盤の構築とその健全性評価の実現を目的に,多層カーボンナノチューブ(Multi-Walled Carbon Nano Tube:MWCNT)のみを使用し,その配向性を制御して樹脂薄膜中に分散させる技術を開発し,安定した高感度(ゲージ率>1000)の実現と,動ひずみを10ppm以下の分解能で実時間非接触測定する技術とその具体的な測定システムを開発することを目的としている.
本年度は,超高感度(ゲージ率>1000)を実現するための多層カーボンナノチューブ(MWCNT)の配列制御して成長させる薄膜作製技術の確立を目標とし,アークプラズマ法を用いた成長核形成技術と,化学気相蒸着(CVD)法応用したMWCNT成長技術を開発した.MWCNTを成長させる結晶核と成長法の組み合わせを実験的に検討し,1)一軸超高感度ひずみセンサに好適な直線型MWCNTと,等方的ひずみセンサに好適なランダム形状屈曲型MWCNTを成長させる環境条件(初期の核種元素とその膜厚,CVDガス圧,流量と反応基板温度等)を定量的に明らかにするとともに,2)ひずみ負荷環境において樹脂分散型MWCNTの複素インピーダンスの周波数依存性を測定し,数10kHzから数100kHzの範囲で虚数項が高いひずみ感度を有することなどを定量的に明らかにした.
また,遠隔ひずみ計測法として,半導体レーザ素子の発光スペクトル(発光中心波長とその半価幅)のひずみ依存性に着目した動ひずみ計測システムの開発にも成功するなど,今年度の当初目標を達成した.
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