2014 Fiscal Year Research-status Report
階層的デザインによるスマートなサーマルメカニカルゲル材料の創製
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25810123
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
宮 瑾 山形大学, 理工学研究科, 助教 (30631759)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ゲル材料 / 熱ー力学変換 / 結晶性ゲル / 高透明性かつ高強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者独自の「メゾ・デコレーション」という材料の階層的高次構造デザインにより、スマートデバイスに適用しうるサーマル―メカニカル(TM)ゲル材料の開発を目指す。
H26年度は、TMゲル材料の熱―力学変換の科学原理を探究するため、以下の構造と物性評価を行いました。:(i) SEM、WAXS、SAXS等による結晶構造解析、(ii)ゲル専用の構造解析装置である走査型顕微鏡光散乱(略称：SMILS)による網目構造解析、(iii)引張、圧縮などの力学試験。
また、TMゲル材料の機能評価をするため、スマートなロック機構が付与されたゲルボタンスイッチユニットモデルを設計し、作成しました。このユニットはカバー、ボタン、TMゲルディスク、ベースの4つパーツで構成されています。このボタンスイッチユニットモデルを用いてテストを成功し、TMゲルの応用可能性を実証しました。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
TMゲル材料の熱―力学変換の科学原理を探究するため、予定していた(i) SEM、WAXS、SAXS等による結晶構造解析、(ii)SMILSによる網目構造解析、(iii)引張、圧縮などの力学試験など以外に、TMゲルの誘電緩和測定による分子運動の評価や、DSCによる熱や結晶性の評価を行いました。とても興味深いデータが得られました。
さらに、最先端の３Dプリンタ技術を取り入れて、TMゲル材料の成形加工も検討し始めています。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度は、TMゲル材料高速応答性と形状回復力の追求にフォコスする予定です。
タッチパネルを素早く作動するため、TMゲルに刺激に対する速い応答速度と短時間に形状を回復できることが要求される。TMゲルに結晶化とエントロピー弾性が共存しているため、温度により比較的容易に制御可能な可逆Diels-Alder反応を用いて、結晶化とエントロピー弾性を競合させる結晶構造、網目構造を設計することを検討する。DA反応基をTMゲルに導入することより、結晶構造(物理架橋点)以外に、新しい熱可逆な架橋部位(化学架橋点)をTMゲルに構築する。DA熱可逆な架橋部位は、DA架橋部位以外の分子鎖の切断（力学物性劣化の主因）がなく、加熱/冷却によって解離/結合を繰り返すことができるため、高速応答性と形状回復力を追求できる以外に、TMゲル材料の耐久性も飛躍的に向上することが期待される。
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| Causes of Carryover |
発注した物品の納期が遅れていました。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
発注した物品に使用します。
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Research Products
(37 results)
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[Presentation] Gel chemical transistor2015
Author(s)
Masanori Arai, Jin Gong, Masato Makino, Md. H. Kabir, Hidemitsu Furukawa
Organizer
SPIE2015, Smart Structures/NDE
Place of Presentation
San Diego, USA
Year and Date
2015-03-08 – 2015-03-12
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[Presentation] 硝子体ゲル非破壊診断システムの開発2015
Author(s)
柴田琢磨,宮瑾,渡邉洋輔, 齊藤梓,M.Hasnat Kabir,牧野真人,川上勝,古川英光,西塚弘一
Organizer
第26回高分子ゲル研究討論会
Place of Presentation
東京大学山上会館
Year and Date
2015-01-19 – 2015-01-20
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[Presentation] DN ゲルの摩擦界面顕微と摩擦挙動2015
Author(s)
亀山敏貴, 和田真人,山田航平,山田直也,M.Hasnat Kabir,斎藤梓,宮瑾,牧野真人,川上勝,古川英光
Organizer
第26回高分子ゲル研究討論会
Place of Presentation
東京大学山上会館
Year and Date
2015-01-19 – 2015-01-20
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[Presentation] ゲルの屈折率制御2015
Author(s)
熊谷大慧，新井正徳，宮瑾，古川英光
Organizer
第26回高分子ゲル研究討論会
Place of Presentation
東京大学山上会館
Year and Date
2015-01-19 – 2015-01-20
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[Presentation] Smart Gel Materials for Optical Devices2014
Author(s)
Jin Gong, Yosuke Watanabe, Hiroaki Kumagai, Masanori Arai, Hidemitsu Furukawa
Organizer
International Symposium on Fiber Science and Technology 2014 (ISF2014)
Place of Presentation
Big sight Tokyo Fashion Town Hall, Tokyo, Japan
Year and Date
2014-09-29 – 2014-10-01
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[Presentation] Thermal-mechanical Gels for Optical Devices2014
Author(s)
Jin Gong, Yoshitaka Amano, M. Hasnat Kabir, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
Organizer
ASME 2014 Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems, SMASIS2014,
Place of Presentation
Newport, Rhode Island, USA
Year and Date
2014-09-08 – 2014-09-10
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