非晶の動きの可視化実現による結晶性高分子材料のナノ―マイクロ塑性変形機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25K01129
• 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18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 研究代表者: 山田 浩之 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80582907)
• 研究分担者: 小笠原 永久 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (60262408) ; 樋口 理宏 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (50455185) ; 比江嶋 祐介 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (10415789) ; 木田 拓充 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (40866290) ; 坂井 建宣 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10516222) ; 筒井 智嗣 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 産学総合支援室, 主幹研究員 (70360823)
• 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: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2026年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2025年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 高分子 / ひずみ速度 / 非晶 / 楔形インデンテーション試験 / 階層構造イメージング解析

研究開始時の研究の概要

結晶性高分子材料の塑性変形機構は、nm（非晶／結晶／ラメラ繰り返し構造）からμm（球晶）の階層構造が関与する。近年、この構造の中で、非晶の運動が塑性変形の黒幕である可能性が示唆された。そこで、楔形インデンテーション試験とX線構造解析を用いたその場観察（結晶の運動の定量化）と陽電子消滅寿命測定による自由体積変化測定（非晶の運動のし易さの定量化）を組み合わせた「階層構造イメージング解析」を開発し、結晶性高分子材料の巨視的変形挙動の根幹となるナノ―マイクロ塑性変形機構を明らかにする。