| 研究課題/領域番号 |
19H02780
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
春藤 淳臣 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40585915)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 高分子 / ナノレオロジー / 動的不均一性 / 応力集中 / ガラス / 協同運動再配置領域 / 破壊 / 温度時間換算則 / ソフトマテリアル / 濃度揺らぎ / 粒子追跡法 / デフォーカスイメージング / 不均一性 / ネットワーク / 力学物性 / ナノコンポジット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、(1) 高分子ネットワークの形成・固化過程における不均一性と応力分布の関係、および(2) 応力分布とタフネス性・寿命との関係を正確に理解し、力学物性が精密に制御された材料の設計原理・指針を創出することを目的とした。そのアプローチとして、(1) 量子ドットをプローブとした時空間マッピング解析に基づく様々な時空間スケールにおける不均一性の可視化、および(2) メカノクロミズム分子を用いた応力分布の可視化を提案した。
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| 研究成果の概要 |
高分子液体・溶液に分散したプローブ粒子の熱運動を解析し、密度揺らぎと不均一性の可視化を検討した。観測時間が緩和時間よりも短い場合、系の物性は空間的に不均一であることを確認した。また、ネットワークの形成・固化プロセスは、不均一性の程度ならびにその長さスケールの変化を伴って進行することを明らかにした。さらには、このような不均一性は、最終的な材料の応力分布、靭性や破壊挙動に影響を与えることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分子ネットワークは樹脂やゴム、ゲル等の様々な材料にみられる構造であり、シーリング材、接着剤、構造材料等として広く用いられている。安全性や信頼性の確保・向上に向けて、材料の靭性や寿命の予測・制御が強く求められているが、それには至っていないのが現状である。本研究で得られた不均一性と応力分布、延性・破壊挙動に関する科学的知見は、力学特性や破壊挙動の制御、寿命予測に資するものと期待される。
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