| 研究領域 | 次世代物質探索のための離散幾何学 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H06468
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 立教大学 (2019-2021)
東京大学 (2017-2018) |
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研究代表者 |
大西 立顕 立教大学, 人工知能科学研究科, 教授 (10376387)
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| 研究分担者 |
高橋 数冴 東京大学, 医科学研究所, 助教 (00909385)
久野 遼平 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (60725018)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
52,130千円 (直接経費: 40,100千円、間接経費: 12,030千円)
2021年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2020年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2018年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | 高分子ブロック共重合体 / 相分離構造 / エラストマー / 中心性 / 架橋 / マルチフラクタル / 複雑ネットワーク / 化合物空間 / ミクロ相分離 / 結晶性高分子 / 広角X線回折 / 小角X線散乱 / ランダムフォレスト / 生分解性 / 数理工学 / ソフトコンピューティング / トポロジー / 高分子構造・物性 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 一般化次元 / 重み付きネットワーク / 生物活性 / ケモインフォマティクス / コミュニティ抽出 / 構造・機能材料 / 化合物フィンガープリント / 計算物理 |
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| 研究成果の概要 |
ネットワーク科学の手法でエラストマーの構造の不均一性を定量的に評価することで弾性特性を解析した．空間的な位置とトポロジーから算出される指標によって応力が統一的に記述できることを明らかにした．これにより，複雑な構造であっても各架橋点が応力に与える影響を定量化することができる．エラストマーを重み付きネットワークで表現し，一軸伸長下での構造変化を解析した結果，架橋点の弾性への寄与の仕方が架橋反応濃度によって異なることを明らかにした．シミュレーションで作成した高分子ブロック共重合体のミクロ相分離の準安定構造を解析し，最大連結成分やマルチフラクタル指標が自由エネルギーと強い相関があることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
複雑ネットワーク科学を応用してエラストマーの架橋点の空間上の位置とネットワーク上の位置の両方を考慮した新たな中心性指標を開発したことで，応力の統一的記述が可能になり，架橋点の応力への寄与や応力が集中する分子鎖の推定を実現した．ミクロ相分離の複雑な構造をマルチフラクタルで特徴づける手法を開発し，特異性指数や一般化次元などのマルチフラクタル指標が力学物性や自由エネルギーに関係していることを見出した．ミクロ相分離の構造情報のみから応力特性や自由エネルギーをある程度予測することが可能となり，計算コストの高いブロックコポリマーのシミュレーションにおけるパラメータ探索の効率化につながった．
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