| 研究課題/領域番号 |
20K21234
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
熊田 伸弘 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90161702)
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| 研究分担者 |
磯部 敏宏 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20518287)
武井 貴弘 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50324182)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | マテリアルズインフォマティクス / 放射光X線 / 低熱膨張材料 / 結晶構造 / その場観察 / 放射光X線回折 / in-situ測定 / マテリアルインフォマティクス / 構造変化 / 低熱膨張 / 光触媒 / 多孔質材料 / 非鉛圧電体 / 物質探査 / 物質創製 / 無機化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
データサイエンスの手法を用いたマテリアルズインフォマティクス(以下MI)による材料開発が盛んに行われている。しかし、MIから導かれる物質あるいは材料の現実の材料への応用を考えると必ずしも短時間での実現が可能であるとは言えない。そこで本研究ではその時間短縮および精度向上のために放射光X線回折を組み合わせることで新しい無機材料の開発に挑戦する。例えば低熱膨張性無機材料の開発においてMIで探索し、それを放射光X線回折による高温でのその場観察を行うことで簡便かつ高精度でその特性を判断することができる。本研究ではMIと放射光X線回折を組み合わせることで体系的な新しい無機材料の創出に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
負の熱膨張性を有する無機化合物を見出すことを目的としてマテリアルズインフォマティクスによる材料探索および放射光X線回折を用いたin-situ測定を行った。51種類の化合物を抽出して放射光X線回折測定を行い、ゼオライト系化合物においてその候補を見出すことができた。 特にZr2SP2O12のZrを一部置換した固溶系について放射光X線回 折を用いたin-situ測定によってその熱膨張特性を評価することで負の熱膨張性に関する元素置換効果を明らかにした。放射光X線回折を用いたin-situ測定が高い精度のデータを短時間で収集できることから、熱膨張特性の評価には極めて有効であることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではマテリアルズインフォマティクス的な考え方を基に低熱膨張材料の候補を絞り込み、その熱膨張挙動を放射光X線回折によって短時間に選別することができ、新たな低熱膨張物質を提案することができた。材料開発では長時間を要することが多いが、今回の事例のようにマテリアルズインフォマティクスと放射光X線回折を組み合わせることで、効率的に材料開発を進められることを示したのは今後の材料開発に役立つと考えられる。
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