| 研究課題/領域番号 |
23K04477
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
吉田 昌弘 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50315397)
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| 研究分担者 |
武井 孝行 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (90468059)
高瀬 隼 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (20982432)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023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 | マイクロカプセル / 自己修復 / 複合材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題では、複合材料（例えば炭素繊維複合材料など）を構成する高分子材料の内部に亀裂（マイクロクラック）が発生した際に、１）高分子材料の必要特性を阻害せず、長期間にわたって安定で高い自己修復が得られる自己修復材料を実現するための機能化されたナノカプセルの開発、ならびに２）実用レベルで利用できるナノカプセルを導入した自己修復材料の応用展開を目的としている。生命体と同じ自己修復能力を材料開発に付与し、本提案の普遍性を実証する。
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| 研究実績の概要 |
資源・エネルギーの枯渇が現実の問題になり、社会の持続的発展が困難になりつつある今日、高分子材料の研究開発においても、これまで以上に高機能性、多機能化を推進し、製品としてある間は長寿命を図り、廃棄物の減量化に貢献できることが重要となっている。これらの要求を満たす材料は、軽量で強度、剛性が高いなど複数の機能を同時に発現し、その実現は、単一材料では困難で複合化により初めて可能となる。この代表例が、炭素繊維複合材料（CFRP）であり、炭素繊維を強化材とし、主に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）が複合化した材料である。本研究課題では、自己修復による長寿命化やマイクロクラックが発生しても元の性能を補償するメンテナンスフリーなCFRPの開発を目的としている。常温下で生命体と同様に100%自己修復できるナノカプセル化技術を導入したCFRP複合材料モデルの提案は、次世代の革新的材料として研究推進する意義は高い。本課題では、複合材料（例えば炭素繊維複合材料など）を構成する高分子材料の内部に亀裂（マイクロクラック）が発生した際に、１）高分子材料の必要特性を阻害せず、長期間にわたって安定で高い自己修復が得られる自己修復材料を実現するための機能化されたナノカプセルの開発、ならびに２）実用レベルで利用できるナノカプセルを導入した自己修復材料の応用展開を目的としている。生命体と同じ自己修復能力を材料開発に付与し、本提案の普遍性を実証する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定とおりの修復剤を内包したカプセル調製条件の確立に向けた足掛かりを見出したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
調製した修復剤を内包したカプセルの特性評価をフィードバックし、当該カプセルの調製条件の最適化を継続する。次のステージは、調製した修復剤内包カプセルを分散した炭素繊維強化プラスチック（CFRP)の基礎設計とこれに基づく試験片の作成である。自己修復機能を効率よく発揮するための調査には、マイクロサイズからナノサイズに至るカプセルを適用する必要があり、上記カプセルの調製条件の最適化は重要である。修復剤を内包したカプセルを導入したCFRPの基礎物性評価ならびにマイクロクラックを入れたCFRPに対するクラック進展と修復のイメージング化も実施予定である。
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