| 研究課題/領域番号 |
17K06062
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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 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
米津 明生 中央大学, 理工学部, 教授 (40398566)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 多孔質高分子膜 / 変形 / 破壊 / その場観察法 / 有限要素法 / その場観察 / 機械材料・材料力学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，多孔質高分子膜の変形と破壊の力学解析法を構築する．はじめに，X線CT，走査型電子顕微鏡，原子間力顕微鏡などの観察装置を用いたその場観察負荷装置を開発し，負荷中の細孔（マイクロ・ナノポア）構造のミクロ変形の検討，さらには全視野画像計測による変位場計測法を用いて高分子膜の巨視的な変形と破壊特性を評価する．そして，細孔形状の3次元構造をモデル化した有限要素法により，多孔質高分子膜の力学解析法を構築する．つまり，実際のランダム性を考慮した細孔構造モデルを構築することで，巨視的な力学応答のみならず，負荷中に変形する細孔のミクロ構造シミュレーションを可能にした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マイクロ・ナノポア細孔を有する多孔質高分子膜の変形および破壊特性を明らかにできる．特に，細孔構造（サイズと配列）は負荷中に大きく変化するため，膜分離機能をつかさどる細孔の幾何学的な形状変化の制御手法が重要であり，本解析法によって実現できると期待している．したがって，本研究の成果は，今までの経験に基づく多孔質膜の開発から，ナノ・マイクロ構造の力学シミュレーションに基づく膜開発へ移行できると思われる．つまり，膜分離機能（ろ過性能）の検討や物理的洗浄の最適化，さらには材料自身の長寿命化（損傷や破壊の制御）が試行錯誤を伴うことなく容易に達成でき，開発スピードが格段に速まることが期待される．
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