| 研究課題/領域番号 |
21H01634
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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26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
植松 英之 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80536201)
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| 研究分担者 |
杉原 伸治 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70377472)
福島 啓悟 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (50725322)
山根 正睦 福井大学, 産学官連携本部, 非常勤講師 (60755263)
田上 秀一 福井大学, 繊維・マテリアル研究センター, 教授 (40274500)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 界面 / 高次構造 / 分光分析 / 界面接着性 / 界面相 / 高分子構造 / 相互作用 / 結晶構造 / 力学特性 / 高分子の結晶構造 / 強化繊維 / 界面特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強化繊維の表面官能基と表面凹凸の影響を分離したモデル的な強化繊維を用い、偏光を含む顕微ラマン分光分析と分子動力学計算を取り入れることで強化繊維周辺での熱可塑性樹脂（高分子）の構造を評価し、高分子と強化繊維との界面接着性に及ぼす高分子構造の影響を明らかにする。破壊靭性に劣る強化繊維を補うタフな高分子特性を活かした繊維強化複合材料を創出するための設計指針を示すことを目指す。
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| 研究成果の概要 |
強化繊維の表面官能基と表面凹凸の影響を分離したモデル的な強化繊維を用い、偏光を含む顕微ラマン分光分析と分子動力学計算を取り入れることで強化繊維周辺での熱可塑性樹脂（高分子）の構造を評価し、高分子と強化繊維との界面接着性や複合材料の力学特性に及ぼす高分子構造の影響を明らかにした。繊維表面が影響する領域、すなわち界面相の結晶構造が接着性や力学特性に重要な要素であることを見出し、この界面相の結晶構造には繊維の官能基や表面凹凸だけでなく高分子組成に依存す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 |
市販されている炭素繊維や高分子マトリクスを用いて、これまで明らかにされてこなかった炭素繊維表面官能基や表面粗さ、高分子の組成が界面接着性や複合材料の力学特性に及ぼす影響を明らかした。現在市販されている強化繊維や高分子を用いた研究であること、様々な種類の繊維や高分子の組み合わせから得られた成果であることから、社会実装する際の最適な材料設計にダイレクトに寄与する。また、得られた設計指針から、さらに向上するための新たな分子への展開も期待できる。また界面相の結晶構造が複合材料の界面現象を理解するための学理の一つであることを明確に位置づけたことは、新たな学問領域の開拓に前進した。
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