| 研究課題/領域番号 |
17H03117
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
吉澤 一成 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (30273486)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 接着 / 量子化学 / エポキシ樹脂 / 計算化学 / 界面化学 / 第一原理計算 / 界面科学 / 計算科学 / 水素結合 / 分散力 / 静電相互作用 |
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| 研究成果の概要 |
密度汎関数計算を用いて接着界面の分子構造、接着界面における結合エネルギー、接着応力等を理論的に計算し、さらに相互作用エネルギーを静電相互作用等の各成分に分割することにより、接着現象の本質について分子論的に考察した。特にエポキシ樹脂を対象とし、被着材の種類を変えた場合や、被着材表面に形成される水分子層を考慮したモデルについて理論的解析を行った。また、疎水性表面とエポキシ樹脂の接着が一般に良好ではない理由について原子・分子論的に考察した。さらに、第一原理計算およびマテリアルズインフォマティクスの手法による実験と理論計算のデータの融合を進め、接着に関係する高分子のガラス転移温度の予測などを行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物と物をくっつける接着技術の研究は、実用面から極めて活発に行われている。しかし、接着現象がどのような界面相互作用により生じるのかについての理論的な議論は行われていない。本研究では被着材と高分子の界面における相互作用を第一原理計算により解析し、界面に働く相互作用エネルギーおよび接着力に関して理論的に研究した。相互作用エネルギーを静電相互作用、ファンデルワールス相互作用、電荷移動相互作用、交換斥力相互作用等の成分に分割することにより、接着現象の本質について分子論的に考察した。このような研究は世界的にも行われておらず、その成果は高分子化学や界面化学などにインパクトを与えると期待される。
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