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生体の自己治癒能を材料に与えるナノカプセルの創製と次世代材料プロセスへの応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 17H03444
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関鹿児島大学

研究代表者

吉田 昌弘  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50315397)

研究分担者 武井 孝行  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90468059)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワードマイクロカプセル / 修復剤 / 自己修復材料 / 複合材料 / ヒーリング効果 / カプセル化技術 / 金属触媒 / 乳化技術 / ナノカプセル
研究成果の概要

材料の長寿命化対策の一つとして、修復剤入りマイクロカプセル(MC)と高分子材料との複合化により実現することが可能である。本研究では、修復剤を高含有化するコア-シェル構造のMCを開発し、そのMCの調製に関する基礎的条件の検討を行った。また、MCを複合化した高分子材料(複合材料)の自己修復能力の評価および曲げ弾性率について評価を行った。この複合材料の自己修復能力を評価した結果、触媒として臭化コバルトを用いることで比較的低温域において最大約80%の自己修復能力を付与することができた。さらに曲げ弾性率について評価した結果、複合材料中にMCを15wt%を添加しても材料の力学的特性に影響を及ぼさなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロカプセルを利用する自己修復材料の開発は、修理が不可能か容易でない部材の修理にかかる時間、コスト、専門技術を必要としない点を考えると画期的な技術開発であると考えられる。また、自己修復を実現する高分子材料を基盤技術とし、自動車、航空機業界、建設などの産業界、プラスチックの減容化など環境・資源対策技術分野、リサイクル技術分野にインパクトを与え、多大な貢献が可能である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 転相温度乳化法による有機色素を固定化したナノカプセルの調製2018

    • 著者名/発表者名
      亀澤美春, 木下智之, 高木斗志彦, 大角義浩, 武井孝之, 吉田昌弘
    • 雑誌名

      科学・技術研究

      巻: 7 ページ: 139-143

    • NAID

      130007599070

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 復剤入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料の修復効率の検討2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡啓夢,大角義浩,清山史朗,塩盛弘一郎, 武井孝行,吉田昌弘
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 44 ページ: 129-134

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] メラミン-ホルムアルデヒドを外殻としたコア-シェル型マイクロカプセルのOne-Step調製技術の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      福元祐希,迫田拓也,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メラミン-ホルムアルデヒド骨格を有するマイクロカプセルのOne-Step調製技術の基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      福元祐希,大角義浩,井孝行,吉田昌弘
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] MFマイクロカプセルの調製技術の効率化の検討2019

    • 著者名/発表者名
      福元祐希,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘
    • 学会等名
      第30回若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フォトクロミック色素を固定化するナノスフェアの調製プロセスの基礎的検討と物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      亀澤美春,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘,木下智之,高木斗志彦
    • 学会等名
      化学工学会九州支部主催久米島ワークショップ(具志川農村環境改善センター)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フォトクロミック色素を固定化するナノスフェアの調製における粒子径制御の検討2018

    • 著者名/発表者名
      亀澤美春, 木下智之,高木斗志彦,大角義浩,武井孝之,吉田昌弘
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外吸収色素を固定化したナノカプセルの粒子径制御2018

    • 著者名/発表者名
      亀澤美春,木下智之,高木斗志彦,大角義浩,武井孝行,吉田昌弘,
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会(鹿児島大学郡元キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 修復材入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料モデルに関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      赤星薫,大角義浩,塩盛弘一郎,清山史朗,武井孝行,吉田昌弘
    • 学会等名
      第54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メタクリル系モノマー入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料モデルの基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      赤星薫,大角義浩,塩盛弘一郎,清山史朗,武井孝行,吉田昌弘
    • 学会等名
      第28回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロカプセルを導入した自己修復材料中の金属触媒種による修復能力の評価2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡啓夢,赤星薫,大角義浩,清山史朗,塩盛弘一郎,武井孝行, 吉田昌弘
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自己修復材料中の修復剤の硬化速度を向上させる触媒種の検討2017

    • 著者名/発表者名
      赤星薫,吉岡啓夢,大角義浩,塩盛弘一郎,清山史朗,武井孝行,吉田昌弘
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 次世代のポリマー・高分子開発, 新しい用途展開と将来展望 -生分解,自己修復,生物模倣,刺激応答,超分子,医療用途など-2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 昌弘 ,武井 孝行, 大角 義浩
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 次世代のポリマー・高分子開発,新しい用途開発と将来展望 (5節 修復剤入りマイクロカプセルを用いた自己修復材料とその可能性)2019

    • 著者名/発表者名
      吉田昌弘, 武井孝之, 大角義浩
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      (株)技術情報協会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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