| 研究課題/領域番号 |
17K06838
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
花木 宏修 大阪大学, 工学研究科, 招へい准教授 (20336829)
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| 研究分担者 |
倉敷 哲生 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30294028)
山下 正人 大阪大学, 工学研究科, 招へい教授 (60291960)
藤本 愼司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70199371)
向山 和孝 大阪大学, 工学研究科, 特任研究員(常勤) (80743400)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 鉄鋼インフラ / 寿命延伸 / セルロースナノファイバー / 錆のナノ構造制御 / 社会基盤構造材料 / 補修用コーティング |
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| 研究成果の概要 |
錆が発生した既設の鋼構造物の補修，寿命延伸を目的とした新たな機能性塗料を開発した．開発した塗料は母材となる水溶性樹脂にセルロースナノファイバー(CNF)を分散させる．さらに，顔料として申請者らが研究開発してきた錆のナノ構造を制御する種々の金属イオンを添加する．CNF を用いる理由は，力学的な観点からは錆層の強化であり，化学的な観点からは錆の生成反応に必要となる水，酸素の供給量の制御である．すでに錆が生成した鋼材表面に本塗料を塗布することにより，CNF を通じて供給された水や酸素，添加イオン種が鉄イオンと反応し，熱力学的に安定なゲーサイトを中心とする錆が再構築される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CNFは優れた力学的特性を有する一方で溶剤系樹脂への分散が困難であることや吸湿性が高いことなどの問題があり，未だ構造材としての適用には課題がある．本研究では，CNF強化樹脂をバルクではなく薄膜として使用すること，吸湿性が高い問題点を逆に利用することでこれまでに存在しない新規な機能性塗料を実現した．高度成長期において建設された多くの鉄鋼インフラはすでに建設から長期間を経過し，腐食による劣化が社会的問題となっている．今後長期にわたって健全に保つための補修費用は飛躍的に増大していくことが指摘されており，本研究で開発した機能性塗料による鉄鋼インフラの寿命延伸技術はこれを解決する一助となると考える．
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