高分解能透過電子顕微鏡を用いたシングルナノ粒子の微視的引張強度の評価

• 研究課題/領域番号: 23K04553
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 王 胖胖 九州大学, 次世代接着技術研究センター, 特任准教授 (50592010)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ナノ力学 / ナノ粒子 / 引張試験 / 透過型電子顕微鏡 / その場観察

研究開始時の研究の概要

本研究では、サイズが100 nm以下のシングルナノ粒子にかかる微視的機械強度の解析法を開発する。具体的には、表面修飾ナノ粒子を高分子樹脂に分散し、樹脂／ナノ粒子界面に強い接合力を有するナノコンポジット薄膜試料を作製する。透過型電子顕微鏡内で薄膜試料を引張りつつ、薄膜内に発生するき裂の先端近傍に集中する特異応力場およびき裂の拡張プロセスを利用して、ナノ粒子を引張る。引張によるナノ粒子内部および表面近傍の原子配列の位置変化をその場観測するとともに、ナノ粒子にかかる微視的機械強度の発生機構を解明する。構成元素や形状の異なるナノ粒子へと展開し、ナノメートルスケールの微視破壊機構を力学的に明らかにする。