| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05721
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
高島 義徳 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (40379277)
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| 研究分担者 |
松葉 豪 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (10378854)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
104,130千円 (直接経費: 80,100千円、間接経費: 24,030千円)
2023年度: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円)
2022年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2021年度: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
2020年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円)
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| キーワード | 分子接着 / 界面物性計測 / 水圏融合材料 / 水環境合成 / 超高強度・高靭性材料 / 分子接着技術 / 応力分散性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、水圏においてその機能を最大限発揮できるよう、材料‐水界面の水和構造を最適化させることで、動的に界面の力学的機能を制御可能な水圏メカノ機能材料を創製する。高島（研究代表者）の専門である分子接着・超分子科学に松葉（研究分担者）の界面物性の先端計測を組み合わせることで、水圏環境変化に応答して接着強度を変調できる水圏動的接着材料や、異種材料接着を水環境合成に展開した超高強度水圏融合材料、応力可視化材料を構築する（つくる）。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、有機材料・無機材料の区別なく、水圏環境に調和・応答する構造構築や、水圏の環境調和性に基づくものづくりを融合し、動的（界面）機能を発現する水圏メカノ機能材料を創製することを目的とした。髙島（研究代表者）は分子接着・超分子科学を核に、動的に接着力が応答する高強度・水圏メカノ接着材料や高強度・強靭性機能を有する水圏ハイブリッド材料を「つくる」ことに成功した。松葉（研究分担者）の水圏高分子材料評価・界面物性の計測技術に基づいて、水と高分子材料の機能の関係を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
材料力学の特徴として、強度と延伸性はトレードオフの関係にある。これらの機能を超越するために、可逆的架橋点、または可動性架橋点を持った材料と無機結晶や無機フィラーを複合化させた。特に水圏メカノ機能材料の作製には、最適水環境で合成することがポイントとなった。破断強度や破壊エネルギーの向上には有機・無機材料が持つ両方の機能を最大限に発揮し、 強靭かつ自己修復機能を示し、リサイクル可能な超分子材料を得た。さらに二つを「つなぐ」分子接着により革新的強靭性が達成することができた。
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