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ナノ技術および生物科学の積極導入による新しい多重機能型構造システムの研究開発(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0220
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 船舶海洋工学
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 太裕  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00344482)

研究協力者 Guest Simon. D.  University of Cambridge, Department of Engineeing, Professor
朴 勝振  
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワードナノ技術 / 生物形態模倣技術 / 生物形態模倣 / ナノメカニクス / 構造力学
研究成果の概要

本研究はナノ技術および生物科学的知見を積極的に導入することにより、既存の概念
にとらわれない卓越した多重機能を有する構造材料、構造システムの提案を行うことを大きな目的とする基盤研究(B)「ナノ技術および生物科学の積極導入による新しい多重機能型構造システムの研究開発」を基課題として実施されたものである。
この研究課題を強力に推進するために、初年度には韓国仁川大学、第二年度には英国ケンブリッジ大学にそれぞれ3カ月間滞在し、当地の研究協力者らと国際共同研究を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究期間中に実施した研究内容のうち、竹の生物形態模倣に関わる新しい発見が、科学雑誌Newton2017年8月号に世界の注目される科学研究の一つとして、Science Sensor欄の記事として取り上げられた。さらに初年度仁川大学滞在時に投稿した論文「竹の節・組織構造が織り成す円筒体としての合理的な構造特性の理論的解明」が土木学会論文賞を受賞するなど、国内外で大きなインパクト、評価を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)2017

    • 年月日
      2017-06-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 仁川大学(韓国)2016

    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] On the atomistic energetics of carbon nanotube collapse from AIREBO potential2019

    • 著者名/発表者名
      Umeno Yoshitaka、Yachi Yu、Sato Motohiro、Shima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures

      巻: 106 ページ: 319-325

    • DOI

      10.1016/j.physe.2018.08.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 最外層に欠陥を有する多層カーボンナノチューブの多様な断面変形挙動2019

    • 著者名/発表者名
      小澤健吾,鎌田弥成,佐藤太裕,島 弘幸,梅野宜崇
    • 雑誌名

      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表論文報告集

      巻: 75

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 竹の維管束配列と曲げ応力の関係に関する理論的考察2019

    • 著者名/発表者名
      大谷祐貴,亀山侑平,宮川 奨,島 弘幸,井上昭夫,佐藤太裕
    • 雑誌名

      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表論文報告集

      巻: 75

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 塔状構造物の限界高さに関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      橘 岳人,佐藤太裕
    • 雑誌名

      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表論文報告集

      巻: 75

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 樹形の特性を記述する質点系動力学モデルの適用性について2019

    • 著者名/発表者名
      松井力也,佐藤太裕,鄭 好,小幡卓司,中垣俊之
    • 雑誌名

      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表論文報告集

      巻: 75

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Axial buckling behavior of single-walled carbon nanotubes: Atomistic structural instability analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Masanobu、Shima Hiroyuki、Sato Motohiro、Umeno Yoshitaka
    • 雑誌名

      Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures

      巻: 103 ページ: 130-142

    • DOI

      10.1016/j.physe.2018.05.035

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stone-Wales欠陥がカーボンナノチューブの断面座屈挙動に及ぼす影響について2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田弥成,谷内 湧,佐藤太裕,島 弘幸,梅野宜崇
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集

      巻: 23

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of culm volume reduction factors in five bamboo species (Phyllostachys spp.)2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue Akio、Shimada Miyuki、Sato Motohiro、Shima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Forestry Research

      巻: - 号: 6 ページ: 2069-2078

    • DOI

      10.1007/s11676-018-0767-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Allometric equations for predicting culm surface area of three bamboo species (Phyllostachys spp.)2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A., Miyazawa, Y., Sato, M. and Shima, H.
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 9 号: 6 ページ: 295-295

    • DOI

      10.3390/f9060295

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maximum size-density relationship in bamboo forests: case study of Phyllostachys pubescens forests in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A., Sato, M. and Shima, H.
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 425 ページ: 138-144

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2018.05.044

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多層カーボンナノチューブに生じる特異な断面座屈挙動の分子動力学解析2018

    • 著者名/発表者名
      YACHI Yu、UMENO Yoshitaka、SHIMA Hiroyuki、SATO Motohiro
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 74 号: 1 ページ: 51-62

    • DOI

      10.2208/jscejam.74.51

    • NAID

      130006386874

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bamboo-inspired optimal design of functionally graded hollow cylinders2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, A. Inoue and H. Shima
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 5 ページ: e0175029-e0175029

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0175029

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Power Law of Critical Buckling in Structural Members Supported by a Winkler Foundation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, S. Harasawa, Y. Konishi, T. Maruyama and S.-J. Park
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 369-374

    • DOI

      10.1017/jmech.2016.112

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 最外層に欠陥を有する多層カーボンナノチューブの多様な断面変形挙動2019

    • 著者名/発表者名
      小澤健吾
    • 学会等名
      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 竹の維管束配列と曲げ応力の関係に関する理論的考察2019

    • 著者名/発表者名
      大谷祐貴
    • 学会等名
      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 塔状構造物の限界高さに関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      橘 岳人
    • 学会等名
      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 樹形の特性を記述する質点系動力学モデルの適用性について2019

    • 著者名/発表者名
      松井力也
    • 学会等名
      土木学会北海道支部平成30年度年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Stone-Wales欠陥がカーボンナノチューブの断面座屈挙動に及ぼす影響について2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田弥成
    • 学会等名
      第23回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical strategies of wise "bamboo"2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sato
    • 学会等名
      South Lake Workshop in Bioinformatics and System Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Learning from bamboo: Plant-mimetic design toward less material & high-stiffness structure2017

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sato
    • 学会等名
      Engineering Department Structures Research Seminars, University of Cambridge
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 曲げを受ける多層カーボンナノチューブの円筒シェルモデルによる座屈解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤太裕
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 未舗装道路で生じる波状起伏の自発形成メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      松山千春, 田中之博, 佐藤太裕, 蟹江俊仁, 島弘幸
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Supporting patterns of beam structures: Analogy between discrete and continuous supports2016

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sato
    • 学会等名
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research (ACEM16)
    • 発表場所
      Jeju, Koria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning from bamboo: Plant-mimetic design toward less material & high-stiffness structure2016

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sato
    • 学会等名
      Joint Seminar on the Application of Nano materials in Civil Engineering
    • 発表場所
      Gwangju, Koria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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