| 研究課題/領域番号 |
16K05485
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
中原 明生 日本大学, 理工学部, 教授 (60297778)
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| 研究分担者 |
狐崎 創 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (00301284)
松尾 洋介 日本大学, 理工学部, 研究員 (40611140)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 破壊の制御 / レオロジーと塑性変形 / 亀裂パターンの多様性と普遍性 / レオロジー / 塑性流体 / コロイド / 超音波 / 固液混合材料 / モルタル / 材料物性 / 非平衡・非線形物理学 / 塑性変形 |
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| 研究成果の概要 |
塑性流体である高濃度固液混合ペーストが揺れや流れや磁場の方向を記憶し、その記憶に従って壊れやすい方向が決まる現象のメカニズム解明を試みた。記憶の刷り込みと書き換えの実験を系統的に行い、数理モデルのシミュレーションを行った。その結果、揺れの記憶は揺れによってペースト内に異方性を持った残留張力が発生することで、流れの記憶は引力によって構成されたコロイド粒子のネットワークが流れの方向に平行に引き伸ばされることで、磁場の記憶は磁性コロイド粒子が磁場下で配向や配列してその向きが磁場の方向に揃うことで形成されることが分かった。逆にペーストに超音波を照射することで記憶を消去し壊れにくくする結果も得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々が安全な日常生活を送るためには破壊現象の理解と制御は不可欠である。通常予測不能な破壊がいつどのように起きるかまで制御できる例として、建築資材などの固液混合材料に対し事前に振動や流動や磁場などの外場を加えることで割れやすい方向を記憶させることに我々は成功してきた。本研究では、ペーストの記憶を司るメカニズムの解明を行うとともに、超音波照射で記憶を消去することで壊れにくい材料を作成する手法を開拓した。
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