| 研究課題/領域番号 |
17H06238
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
高分子、有機材料およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
辻井 敬亘 京都大学, 化学研究所, 教授 (00217308)
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| 研究分担者 |
榊原 圭太 京都大学, 化学研究所, 助教 (20618649)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 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 |
25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
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: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2017年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 複合材料 / セルロースナノファイバー / 濃厚ポリマーブラシ / ネットワーク / 高分子ナノコンポジット材料 / ボトルブラシ / ナノファイバーネットワーク / ナノファイバー / コンポジット / セルロース / 界面制御 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、バクテリアセルロース（BC）ゲルに各種粘弾性体を後導入する汎用的複合化手法を確立し、微小変形における力学特性（特に、弾性率の観点から）を評価することで、ナノファイバー（NF）ネットワークの変形挙動と複合材料の力学特性の関係を体系的に考察した。NFネットワークは、分率に対しべき乗に比例して弾性率が増大し、その弾性率がBCの弾性率から予測されること、べき乗指数からマトリクスの粘弾性の増大により変形挙動が曲げから伸びにシフトすることで優れた力学特性を発現することを明らかにした。これらの結果は、複合材料の高性能・高機能化に向けた微細ネットワークの設計指針を与えるものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノファイバーとマトリクスからなるポリマーナノコンポジットは、軽量・高強度材料として、金属の代替と成り得る大変魅力的な材料であるが、フィラーの性能が最大限に発揮されていなかった。本研究で扱った自然界の精緻なナノファイバーネットワークをフィラーとして用いたことで、分子からナノレベルで複合材料を議論でき、高強度化の材料設計指針を得ることが可能となった。本研究により、軽量高強度化による省エネルギー・排ガス削減や、潤滑応用などによる省エネ・長寿命化（よって、低環境負荷）などに貢献する材料開発を加速するものと期待できる。
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