| 研究課題/領域番号 |
20H02485
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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26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
矢吹 彰広 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (70284164)
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| 研究分担者 |
吉岡 朋久 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50284162)
李 志河 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (90809584)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
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| キーワード | 自己修復 / ナノファイバー / コーティング / 腐食 / 放出 / 防食 / 金属 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自動車，建造物などに用いられる金属材料の表面には，耐候性防食処理としてポリマーコーティングが行われる。防食コーティングにおいて近年，長期のメンテナンスフリー技術として要求される自己修復性とは，欠陥が生じた場合においても金属材料を腐食から守る機能である。本研究では，ナノファイバーとポリマーの界面におけるナノ空間での修復剤の移動に関して，吸水，脱着，溶解，拡散の過程に整理して，実験と計算の両面から機構解明し放出制御することを目的とする。具体的には，①実験による修復剤の拡散放出挙動の解明 ②分子動力学法による拡散挙動の解明 ③試作した自己修復コーティングの性能の電気化学的評価について検討を行う。
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| 研究成果の概要 |
(1)ナノファイバーと有機系修復剤を混合し予備加熱したポリマーの吸水率は高かった。(2)ポリマーからの無機系修復剤の放出割合は有機系修復剤より多かった。(3)カルボン酸添加のポリマーからの修復剤の放出は多かった。(4)分子動力学シミュレーションより，ナノファイバー表面に吸着した修復剤の拡散は遅く，ナノ空間中央部では速かった。(5)無機系修復剤は有機系修復剤よりも高い拡散係数を示した。(6)ナノファイバーと修復剤にカルボン酸を添加した自己修復コーティングは長期的な自己修復性を示した。(7)無機系修復剤の層，有機系修復剤とナノファイバーの層で2層放出構造したコーティングは高い自己修復性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノファイバーを経路とするポリマー中での物質移動と放出の現象は自己修復以外の他分野を含めて新しい。本研究で用いるセルロースナノファイバーは医療分野にも適用可能であり，DDS（ドラッグデリバリーシステム）にも展開でき，その過程を実験、数理計算の両面から理解することは学術的にも技術的にも意義がある。
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