精密ゲル科学に基づくゲル弾性論と浸透圧原理の解明

• 研究課題/領域番号: 25K00966
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
• 研究機関: ZEN大学
• 研究代表者: 作道 直幸 ZEN大学, 知能情報社会学部, 准教授 (50635555)
• 研究分担者: 酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151) ; 白井 伸宙 三重大学, 情報基盤センター, 助教 (20772081)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2027年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2026年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2025年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 高分子ゲル / エントロピー弾性 / 負のエネルギー弾性 / 浸透圧 / 準希薄スケーリング則

研究開始時の研究の概要

本研究では、高分子ゲルの弾性率と浸透圧を決定する新たな物理法則を明らかにする。従来、古典的な「ゴム弾性論」や「高分子液体論」で説明されてきたゲルの性質を、申請者らが発見した「負のエネルギー弾性」と「浸透圧のスケーリング則」に基づく新しい理論で再構築する。実験・理論・数値計算を組み合わせることで、ゲルの大変形、破壊、膨潤現象を定量的に理解・予測する法則を確立し、次世代のゲル材料開発を促進することを目指す。