| 研究課題/領域番号 |
23K22631
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01360 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
永島 壮 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80800317)
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| 研究分担者 |
松原 成志朗 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (40823638)
奥村 大 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70362283)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 表面不安定 / 表面張力 / 水滴 / リンクル / フォールド / 変形 / 薄膜 / 弾性キャピラリティ / 表面不安定現象 / 固体力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
硬質薄膜と軟質基板から成る薄膜基板構造体の表面不安定は，微細な凹凸パターンの自律形成を誘発するため，機能性人工物の創成や生物の形態形成機構の解明に繋がる現象として注目されている。本研究は，応募者が世界に先駆けて報告した，構造体の表面に接触した水滴が駆動する波状パターン「リン クル」と折畳パターン「フォールド」の共存現象（Nagashima et al., PNAS, 2017; Nagashima and Nakatani, Langmuir, 2021）に着目し，顕微鏡その場観察実験，有限要素解析，および理論構築の融合研究により，発生機構と制御原理を解明することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，薄膜基板構造体において水滴との接触を起点として生じるリンクル・フォールド共存現象の制御メカニズムを明らかにすることを目的として実施された。顕微鏡その場観察実験と有限要素解析により，現象の支配因子を特定して発生条件を明らかにした。パターンの形状および寸法の制御メカニズムを解明し，所望のリンクルとフォールドを形成するための方法論を構築できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，顕微鏡その場観察実験と有限要素解析により，薄膜基板構造体において水滴との接触を起点として生じるリンクル・フォールド共存現象の支配因子を特定して発生条件を明らかにした。パターンの形状および寸法の制御メカニズムを解明し，所望のリンクルとフォールドを形成するための方法論を構築できた。これらの成果は，水という普遍物質を活用した機能性表面の創製や微細加工技術の開発，さらには液体接触環境にある器官に見られる自律パターンの形成メカニズムの解明に結びつくなど，幅広い学術的意義や社会的意義を有している。
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