2012 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスケール解析に基づくナノコンポジットの機械・電気特性の高精度評価
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22360044
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
胡 寧 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60250685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福永 久雄 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50134664)
渡辺 知規 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50323431)
岡部 朋永 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50344164)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | ナノコンポジット / マルチスケール解析 / 機械・電気特性 / 古典分子動力学 / 界面特性 / カーボンナノチューブ / ポリマー / 第一原理分子動力学 |
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| Research Abstract |
（１）マイクロメカニクスに基づくCNT引き抜けモデルの構築については前年度で得られた原子レベルでのCNT単体およびCNTとマトリックスとの界面機械特性を用いて，一つマイクロメカニクスに基づくCNTの引き抜けモデルを構築した．当該モデルは，van der Waals力による非常特殊な効果を考慮し，CNT直径のみで引き抜き力を計算するモデルである．
（２）有限要素法に基づくナノコンポジット単位セルの連続力学モデルの構築については上記のCNT単体のヤング率・強度特性，およびCNTとマトリックスとの界面機械特性を反映する引き抜けモデルを用いて，有限要素法により，母材とそのなかに埋込んだCNTを模擬するナノコンポジット単位セルを構築した．提案しできた単位セルの数値解析により，ナノコンポジットのヤング率・強度などの機械特性を評価し，既存の実験データによりその有効性を検証した．
（３）３次元電気回路網モデルの拡張については前年度で得られたCNTにおける圧電抵抗特性を開発済みの3次元電気回路網モデルに入れ，上記の（２）における連続体力学モデルとの組み合わせにより，ナノコンポジットにおける巨視的な圧電抵抗特性を評価するマルチスケールモデルを構築した．さらに，当該モデルを用いて，CNTによるナノコンポジットの圧電抵抗特性を評価し，また様々な因子が圧電抵抗特性に及ぼす影響を調べた．
（４）ナノコンポジットの機械特性の評価・理論モデルについては（１）と（２）に基づくナノコンポジットの巨視的なヤング率と強度を評価する理論モデルを提案した．
（５）ナノコンポジットの電気特性の評価・理論モデルについては（３）に基づくナノコンポジットの電気伝導および圧電抵抗特性を評価する理論モデルを提案した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(45 results)
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[Journal Article] Ultrasensitive strain sensors made from metal-coated carbon nanofiller/epoxy composites2013
Author(s)
N. Hu, T. Itoi, T. Akagi, T. Kojima, J. Xue, C. Yan, S. Atobe, H. Fukunaga, W. Yuan, H. Ning, Surina, Y. Liu and Alamusi
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Journal Title
Carbon
Volume: 51
Pages: 202-212
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[Journal Article] Experimental Study on Mechanical Properties of Epoxy/MWCNT Nanocomposites -- Effects of Acid Treatment, Pressured Curing, and Liquid Rubber2012
Author(s)
Y. Li, N. Hu, T. Kojima, T. Itoi, T.Watanabe, T. Nakamura, N. Takizawa, T. Inoue, H. Cui, S. Atobe, H. Fukunaga
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Journal Title
ournal of Nanotechnology in Engineering and MedicineASME J
Volume: 3
Pages: 011004-(1-8)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evaluation of Piezoelectric Property of Reduced Graphene Oxide (rGO)/Poly (vinylidene- fluoride) Nanocomposites2012
Author(s)
Alamusi, J. Xue, L. Wu, N. Hu, J. Qiu, C. Chang, S. Atobe, H. Fukunaga, T. Watanabe, Y. Liu, H. Ning, J.Li, Y. Li, Y. Zhao
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Journal Title
Nanoscale
Volume: 4
Pages: 7250-7255
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Multi-scale numerical simulation of thermal expansion properties of CNT-reinforced nanocomposites2012
Author(s)
Alamusi, N. Hu, J. Qiu, Y. Li, C. Chang, S. Atobe, H. Fukunaga, Y. Liu,H. Ning, L. Wu, J. Li, W. Yuan, T.Watanabe, C. Yan, Y. Zhang
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Journal Title
Nanoscale Research Letters
Volume: 8
Pages: 15
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Laminated sheet organic field-effect transistors fabricated by thermal press methods2012
Author(s)
M. Sakai, A. Inoue, T. Okamoto, Y.Yamazaki, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi, M. Nakamura, K. Kudo, T. Watanabe, S. Unno, N. Hu
Organizer
International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2012)
Place of Presentation
日本（京都）
Year and Date
20120925-20120927
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