| 研究課題/領域番号 |
21K18674
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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18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
平方 寛之 京都大学, 工学研究科, 教授 (40362454)
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| 研究分担者 |
嶋田 隆広 京都大学, 工学研究科, 教授 (20534259)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | ナノマイクロ材料力学 / 原子層材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子層材料をゆるやかな相互作用で積層させた多層原子層材料は、破壊することなく巨大曲げ変形を許容し、除荷により完全に形状が復元する。本研究では、多層原子層材料に対する独自のナノ・マイクロ力学実験と積層階層性を考慮した力学解析により、不破壊性と自己復元性の発現機構およびその背後にある普遍的な力学法則の解明を通じて、高強度でありながら破壊しない材料（イモータル材料）を実現する学術的基盤を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、グラフェンなどの原子層材料が弱いファンデルワールス相互作用で積層した多層原子層材料の変形と破壊の特性を解明するため、独自のナノ・マイクロ力学実験と離散性を考慮した力学解析を行った。その結果、多層原子層材料は、非線形かつ可逆的な曲げ変形能（自己復元性）を有すること、および、き裂の特異応力場の消失による高じん性（不破壊性）を示すことを明らかにするとともに、それらの発現機構を解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「材料は必ず破壊する」という従来の概念を覆し、壊れない材料を実現することは材料力学研究の究極の目標である。本研究は、高強度の原子層材料をゆるやかな相互作用で積層させた多層原子層材料に着目して、その特異な非線形可逆変形と破壊しにくい性質の力学的起源を明らかにしたものであり、高強度でありながら破壊しない材料（イモータル材料）を実現する学術的基盤を確立するものである。
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