| 研究課題/領域番号 |
20K14617
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
タンクス ジョナサンデビッド 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 研究員 (50850947)
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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 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | Polymers / Nanocomposites / Time-dependent Mechanics / In-situ Polymerization / 高分子ナノ複合材料 / 動的力学特性 / 破壊靱性 / Creep Properties / Multiscale Analysis / Multi-scale Analysis / クリープ / 高分子 / 材料力学 / マルチスケール解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高分子系複合材料では、高分子が強化材間において応力伝達媒体としての役割を担う。物性予測モデルとして、メカニズムに基づいた理論的モデルと、メカニズムの詳細を把握せず現象に基づいたモデルが主として挙げられる。しかし、高分子の力学特性の時間依存性を示すため、クリープや疲労等の力学特性を正確に予測することが難題になっている。本研究では、高分子変形挙動に関してこれまでのマクロな試験に加えてミクロレベルの実験を行い、高分子鎖レベルでの変形挙動をモデル化し、更に微視的組織と巨視的な力学特性をつなぐ新しいマルチスケール理論モデルを構築することで、長時間における高分子や複合材料の精密な寿命予測手法を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ポリマーの構造とその時間依存の機械的特性の関係の解明を目的とした。具体的には、その場重合で架橋エポキシネットワークの修飾により、高い剛性と強度を維持しながら優れた破壊靱性が得られた。動的粘弾性解析により、β緩和温度を低下させ、活性化エネルギーを増加させることが明らかになった。それから、高剛性・高熱伝導性ポリマーを発明し、特許を出願した。さらに、ナノ複合材料の構造を制御するために、光反応性分子で官能化された層状粘土を用いた新規な現場重合法を開発し、均一なアクリレート系ナノ複合材料が作れた。これによって機械的特性の向上が期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
This research proposes a method for modifying crosslinked polymer networks to improve toughness and other properties, as well as a method for improving the structure of nanocomposites. This will contribute to long-lasting high-performance structures such as airplanes and cars.
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