| 研究課題/領域番号 |
20K05111
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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 | 山形大学 |
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研究代表者 |
高橋 辰宏 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (60344818)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 炭素繊維 / 界面 / 環動高分子 / 反応性 / 水素結合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強さと伸びの相反する特性を有する炭素繊維強化高分子複合体は、特に電気自動車をはじめとする軽量化では、衝突などの時の破壊エネルギーを大きくする観点から、強さと伸びの両立が求められており社会的ニーズが大きく急務な開発課題である。従来の複合体の界面設計からは、強さと伸びをなかなか両立できていない。本研究では、界面に着目し、環動高分子を界面に配置させることにより、強い、且つ、伸びる、炭素繊維（短繊維）高分子複合体を、界面の分子設計から開発する。
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| 研究成果の概要 |
軽量な炭素繊維/樹脂複合体は、界面設計から高い強度を実現できるが伸びは小さくなる。その為に強度と伸びの両立をさせる界面設計が課題であった。本研究では、独自に変性した環動高分子を炭素繊維/樹脂界面に微量用いることで、独自に変性した環動高分子強度と、炭素繊維との間での結合、また、樹脂との間での結合の両方を効果的に達成できたことで、伸びを併せ持つ革新的な界面設計を実現でき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 |
軽量な炭素繊維/樹脂複合体は、界面設計から高い強度を実現できるが伸びは小さくなる。その為に強度と伸びの両立をさせる界面設計が課題であった。本研究では、独自に変性した環動高分子を炭素繊維/樹脂界面に微量用いることで、強度と伸びを併せ持つ革新的な界面設計を実現できることを明らかにした。強度と伸びを併せ持つことで破壊時の衝撃吸収も効果的にでき、軽量化が必要な電気自動車等への社会実装が期待される。
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