| 研究課題/領域番号 |
16H02291
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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 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
河原 成元 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (00242248)
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| 研究分担者 |
山本 祥正 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (90444190)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円)
2019年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2018年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2016年度: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
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| キーワード | ナノマトリックス構造 / 有機材料 / 無機ナノ粒子 / 高分子マイクロ粒子 / 動的粘弾性 / 動的粘弾性井 |
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| 研究成果の概要 |
有機無機ナノマトリックス構造を有する有機材料を創製することにより、新しい物性や機能を発現させるための学理を確立する検討を行った。まず、水中で無機ナノ粒子を高分子マイクロ粒子に結合してから凝固または成膜することにより、無機ナノ粒子を充填した厚さ数nmのマトリックスに多量成分の高分子マイクロ粒子を分散した有機無機ナノマトリックス構造を有する有機材料を調製した。次に、有機無機ナノマトリックス構造を有する有機材料はエントロピー弾性とエネルギー弾性を併せ持つことを見出した。エネルギー弾性は、無機ナノ粒子間に存在する高分子が拘束され、変形によりポテンシャルエネルギーが増加したことに起因することを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機無機ナノマトリックス構造は、本申請者らが天然ゴムの構造解析を行う過程で発見したナノマトリックス構造に基づく独創的な新概念である。これは、コロイド結晶、ナノコンポジットおよびハイブリット材料とは異なり、高分子マイクロ粒子だけではなく無機ナノ粒子の配置構造を精密制御することにより物性や機能をチューニングできる可能性を秘めている。また、有機無機ナノマトリックス構造は、有機材料の物性が多量成分とマトリックス成分に支配されるという経験則に基づき、多量成分の有機物質およびマトリックス成分の無機物質の優れた物性と機能を相乗的に発現できることから、その社会的意義および産業的意義は大きい。
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