| 研究課題/領域番号 |
20K05103
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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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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 山陽小野田市立山口東京理科大学 |
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研究代表者 |
笠置 映寛 山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 教授 (10310947)
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| 研究分担者 |
山本 真一郎 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (10514391)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 粒子分散複合材料 / 異方的形状粒子 / 負の誘電率 / 負の透磁率 / 反射透過特性 / EMC / 金属粒子 / 複合材料 / 金属パターン周期配列材 / 誘電率 / 透磁率 / 反射・透過特性 / 電磁環境対策材 / 導電率 / 反射係数 / 透過係数 / 金属粒子複合材料 / 電磁気特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，誘電率と透磁率が同時に負の値を示すような自然界にはない特徴を有する人工材料（金属パターン周期配列材等）を，電磁環境対策材に活用する研究が活発に行われている。我々はこれまで，人工材料が示す特異な誘電率・透磁率特性を，粒子分散複合材料により実現する研究を行ってきた。本研究では，マイクロ波からミリ波帯で利用する高機能電磁環境対策材の実現を目指し，粒子の形状効果を活用した金属粒子複合材料を開発することを目的とする。そして，開発した複合材料と人工材料を積層化した材料の反射・透過特性の解析から，高機能電磁環境対策材を実現するための知見を得る。
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| 研究成果の概要 |
高機能電磁環境対策材の実現を目指し，粒子の形状効果を活用した金属粒子複合材料の開発を行い，次のことを明らかにした。
(1)アスペクト比の異なる2種類の針状FeCoナノ粒子を含む複合材料の透磁率は，粒子の混合比で制御可能。(2)AgコートCu粒子複合材料はパーコレーション濃度以上で負の誘電率を示し，負の誘電率が得られる周波数領域は粒子の形状に依存する。(3)AgコートCu粒子複合材料はパーコレーション濃度以上で金属的な反射透過特性を示す。(4)メタルメッシュをAgコートCu粒子複合材料で挟む積層材の反射透過特性の理論的検討から，複合材料の粒子濃度の調整により，フィルタ効果，シールド効果が得られる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属粒子複合材料の電磁気特性は，分散粒子の種類や濃度に加え，粒子の形状にも依存する。本研究の特徴は，金属粒子複合材料における分散粒子の形状効果を活用することにより，その高周波電磁気特性の制御を試みるものであり，金属粒子複合材料を活用した応用の広がりに寄与するものと考える。また，近年，金属周期配列材によるEMC関連技術の開発が積極的に行われている。金属周期配列材では，金属の形状，サイズ，間隔等により特性を制御するが，本研究ではこれに金属粒子複合材料を組み合わせることで，より高度な特性制御について探った。得られた知見は，EMC関連技術における設計の自由度を高めることに寄与するものと考える。
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