| 研究課題/領域番号 |
16H02288
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
高分子・繊維材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
陣内 浩司 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20303935)
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| 研究分担者 |
樋口 剛志 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50547304)
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| 研究協力者 |
大藏 喜博
宮崎 伸介
宮崎 裕也
芥川 恵造
門脇 弘
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)
2018年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2017年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2016年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
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| キーワード | 高分子材料物性 / 電子線トモグラフィ / 有限要素法 / その場延伸観察 / 電子線トモグラフィー |
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| 研究成果の概要 |
高分子と無機物をハイブリッド化した複合材料（「ナノ複合材料」）は、軽量で高強度という特性を活かし、これまで金属・無機材料しか用いられなかった素材を次々と置き換えつつある。本研究では、試料に引張り変形を加えながら最大75度まで傾斜させ、同一視野の３次元像をひずみの関数として連続取得できる電子顕微鏡用「試料延伸トモグラフィーホルダー」を開発し、ナノ複合材料の延伸による３次元構造の変化を３次元可視化することに世界で初めて成功した。さらに、計算科学（有限要素法）との連携により、（試料内部での）延伸度合いの不均一性の違いを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
試料延伸トモグラフィーホルダーの新規開発とこの装置によるナノ複合材料（高分子と無機物をハイブリッド化した複合材料）の延伸実験はこれまで世界に例が無い。さらに、このような動的過程における構造観察結果を計算科学と連携させることで、ナノ複合材料の力学物性発現のメカニズムをナノスケールから解明し、軽量高強度なナノ複合材料における構造設計法につなげてゆくという点で学術的な意味は大きい。
ナノ複合材料は、軽量で高強度という特性を活かし、これまで金属・無機材料しか用いられなかった素材を次々と置き換えつつある新素材である。本研究は、新素材開発に新しい方法論を提供するものであり、その社会的なインパクト大きい。
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