Mechanics of immortal materials

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K18674
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Hirakata Hiroyuki 京都大学, 工学研究科, 教授 (40362454)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 嶋田 隆広 京都大学, 工学研究科, 教授 (20534259)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: ナノマイクロ材料力学 / 原子層材料

Outline of Final Research Achievements

In this study, to elucidate the deformation and fracture characteristics of van der Waals-layered materials such as graphite, we performed nano/micro mechanical experiments and analyses considering discrete interlayer slips. The results revealed that the van der Waals-layered materials have nonlinear and reversible bending deformability (self-restoring property) and exhibit high fracture toughness due to the disappearance of the crack singular stress field.

Free Research Field

機械工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「材料は必ず破壊する」という従来の概念を覆し、壊れない材料を実現することは材料力学研究の究極の目標である。本研究は、高強度の原子層材料をゆるやかな相互作用で積層させた多層原子層材料に着目して、その特異な非線形可逆変形と破壊しにくい性質の力学的起源を明らかにしたものであり、高強度でありながら破壊しない材料（イモータル材料）を実現する学術的基盤を確立するものである。