2017 Fiscal Year Annual Research Report
Opal crystal film for strain imaging and its application of inspection technology in infrastrcuture
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26289139
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
不動寺 浩 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (20354160)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 義和 広島大学, 工学研究科, 准教授 (00335704)
百武 壮 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 主任研究員 (30468871)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | コロイド結晶 / 構造色 / 歪み可視化 / インフラ検査 / 歪みゲージ / 紫外線劣化 / 暴露試験 / オパール結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者(NIMS)及び土木研究所及び広島大学の共同研究者らと相互訪問を含め緊密な連携の元に最終年度の研究を実施した。社会実装時に課題となる歪み可視化シートの紫外線劣化の研究が進展した。UV吸収層を形成することで劣化の抑制が可能である。高品質及び材料設計された歪み可視化シートを安定供給により、共同研究者のそれぞれの分担研究が促進された。広島大学では、新たに開発された塩化ビニルシートを支持基材としたオパール薄膜、ポリイミドシートを用いたオパール薄膜による引張試験によるひずみ計測、4点曲げ試験によるひずみ計測、について研究を実施した。引張試験の結果として、塩化ビニルシートを用いたオパール薄膜は、8%程度まで、剥がれずにひずみ計測ができ、ピーク波長とひずみの第一不変量の間に概ね線形関係が成立することを確認した。4点曲げ試験では、理論定式化で予測されたように、圧縮ひずみにより、ピーク波長が上昇することを確認した。また、圧縮ひずみ状態においても、ピーク波長とひずみの第一不変量の間に概ね線形関係が成立することを確認した。4点曲げ試験においては、試験体表面で引張状態と圧縮状態が混在することになるが、ひずみが大きい状態（5%以上）においては、オパール薄膜により引張状態と圧縮状態を裸眼で視認することが可能であることを確認した。土木研究所では、3点曲げ試験によるひずみ計測とファーフィールド試験を実施した。3点曲げ試験では引張ひずみ、圧縮ひずみともにひずみ計測、分光器による波長変化、画像計測の結果が近似した。また、計測アプリによってもひずみの分布が可視化できた。ファーフィールド試験では望遠レンズと液晶チューナブルフィルターを組み合わせて10 m以上遠方からでもひずみ、あるいはひび割れによるオパール薄膜の変色は計測できた。また、沖縄の暴露試験場にて歪み可視化シートの耐久性試験を実施した。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
受賞：①溶接学会中国支部奨学賞（山本正登奨学賞）松永直人「オパール薄膜を用いたひずみ評価に関する研究」、②土木学会平成29年度全国大会第72回年次学術講演会優秀講演者 百武 壮
「ひずみやひび割れを視覚化するシート材料を用いた計測システムの検討」
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