| 研究課題/領域番号 |
21K18909
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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30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山ノ井 航平 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (30722813)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021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 | ガラス材料 / 光学ガラス / 自己修復 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本提案では、欠陥や物理的な応力によるクラック（割れ）の破壊現象からの自己修復可能な結晶材料及びガラス材料の開発を目的として、無機ガラス材料の自己修復現象のメカニズム解明を行う。無機材料における自己修復機能メカニズムを解明し付与することで、物理的クラックによる破壊から速やかに自己修復する強靭な透明材料を開発し、持続可能な社会の実現に向けて、日常生活から過酷環境まで広く使用できる光学素子の開発を実現する。
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| 研究成果の概要 |
結晶やガラスの欠陥、破壊現象は古くから研究が行われてきた。近年では自己修復機能を持った有機ガラスや樹脂が開発されたが、これらは有機材料であるがゆえに、コーティングなどの限られた分野にのみの利用に限定されている。無機の結晶やガラスにわずかなクラックが発生すれば（たとえ数十nmオーダーであっても）そこを起点として応力が集中し、容易に破壊する。本研究によって発見されたガラスの割れの回復現象の再現性を得るとともに、各種計測によってメカニズムの解明がoptical contactによるものであることを特定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Optical contactによる回復により、レンズなどの透明材料においては、自己修復材料として十分に機能できる。ガラス材料においては、僅かな割れがガラスの脆弱性を誘起するため、クラックの初期段階で自己修復するような材料を開発すれば、ガラスの脆弱性を克服することができる。本研究で示したように、自己修復機能により割れが修復される材料があれば、過酷環境用途のみならずスマートフォンの画面や車のフロントガラスなど、身近に存在する様々な用途にも応用が期待される。
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