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現在の材料工学では、機能材料、構造材料を問わず10nm以下の領域まで、材料の微細構造化が進んでいる。また、機械工学の分野では今まで動機械は動かないとされていた10〜100nmの領域での機械部品や原動機の作製に関心が高まっている。本研究では、さらに微細化を極限まで進め、原子サイズの機械加工技術と加工機構の実験的解析法を開発した。今後さらに微細構造化する材料工学と機械工学の基礎となる研究手法を確立した。
高分解能透過電子顕微鏡の試料室で、先端径数ナノメートルの工具を、ピエゾ素子を用いて駆動し、原子サイズの切削・接合・変形・破断などの機械加工を行うことができるようになった。原子配列変化と応力-歪み関係を、その場で同時に観察し、その加工機構を明らかにする手法が開発された。特に、実験的な原子直視観察と応力直接測定を同時に達成することが可能になり、原子スケールの視点に立つ材料力学研究ができるようになった。
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