| 研究課題/領域番号 |
17K14145
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
計算科学
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
LEI XIAOWEN 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (50726148)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 低次元ナノ炭素材料 / 転位 / 回位 / 自発曲率 / 曲面設計論 / 低次元ナノ炭素構造体 / 格子欠陥 / 曲率 / 低次元炭素材料 / 弾性力学 / 原子シミュレーション / 炭素材料 |
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| 研究成果の概要 |
三次元構造体で線欠陥として定義される転位や回位では、特異線の周囲に特異応力場が形成される。一方、二次元構造体に欠陥を導入すると、欠陥の周囲の応力場は曲率を変化させる駆動力として作用し、応力場の緩和と形状変化が生じる。このメカニズムを積極的に利用すれば低次元材料の形態制御が可能になると考えられる。グラフェンシートやカーボンナノチューブなどの可展面に六員環の周期的配列が写像された低次元ナノ炭素構造体の完全結晶に、欠陥を導入することによって形成される面外変形メカニズムを自発曲率の変化として理解し、欠陥の生成・消滅・移動による面外変形の制御と、ナノ構造体の形態制御の設計原理の獲得を目的とする。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノ低次元材料に現れる原子結合の切断やくい違いを伴う再結合などの格子欠陥の生成・消滅・運動といったダイナミクスは、同時に顕著な曲率の変化をもたらす点に特徴がある。ナノ低次元材料の変形理論の構築は、その構造健全性や不安定現象を利用した形態形成のメカニズムの普遍的知見の獲得に結びついている。さらにはナノスケールの構造にとどまらず、微細構造を有する構造体の曲率変化によるアダプティブな応答を利用したスマート構造化、およびトポロジー最適化などに結びつく可能性がある。その基礎となる幾何学は微分幾何学を基礎とする応用数学の発展に寄与するなど、多くの異分野への波及効果が期待できる。
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