| 研究課題/領域番号 |
18H01341
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
|
|---|
| 研究分担者 |
白須 圭一 東北大学, 工学研究科, 准教授 (20757679)
荒尾 与史彦 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (40449335)
細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (60424800)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020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)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
|
|---|
| キーワード | カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 / 紡績糸 / 気相合成法 / 強化繊維 / 複合材料 / 分子動力学 / 引張強度 / 複合材料工学 / ナノカーボン材料 / 化学気相合成法 |
|---|
| 研究成果の概要 |
本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．CNT糸の破壊形態に基づく強度予測モデルを構築し，その妥当性評価及び CNT 糸の高強度化条件の検討を行った．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果の学術的意義は，これまでポリアクリルニトリルを原糸材料とした炭素繊維に対して，ナノ材料である合成されたカーボンナノチューブ（CNT）を用いて新たな高強度繊維を開発し，高強度化のいくつかの手法を提案し，その強度発現メカニズムを解明することにある．これは従来の連続体力学に立脚したCNT紡績糸の強度予測が適用できる事象に加え，一方で新たに分子間力を考慮した力学モデルを援用して説明を試みる内容となっている．また，今後来るべく脱炭素社会や水素を主燃料とするパラダイムシフトに大いに貢献できる内容となっている．
|
