| 研究課題/領域番号 |
19H00834
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
木村 正雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00373746)
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| 研究分担者 |
丹羽 尉博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (00743709)
大林 一平 岡山大学, AI・数理データサイエンスセンター, 教授 (30583455)
武市 泰男 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40636461)
渡邊 稔樹 京都大学, 人間・環境学研究科, 特定助教 (90851428)
中島 健 島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 助教 (60935401)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | X線顕微鏡 / X-CT / 顕微分光 / CFRP / パーシステントホモロジー / 機械学習 / き裂 |
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| 研究成果の概要 |
X線顕微鏡による4次元/5次元観察技術(空間(2D or 3D)＋エネルギー＋時間)を確立し、応力印加条件下で亀裂がいつ、どこで発生するのかをナノスケールで解明することに成功した。本技術を航空機用複合材料であるCFRP(炭素繊維強化樹脂)に適用し、(i)樹脂内でのき裂発生と、(ii)炭素繊維/樹脂界面での剥離、という2つのメカニズムが競合して、ナノスケールで亀裂が発生すること解明した。その具体的な亀裂の発生起点は、炭素繊維の配列乱れにより決まることを発見した。さらに炭素繊維の配列乱れを定量化する方法として、パーシステントホモロジを用いた位相的データ解析を活用した新たな手法を開発した。
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| 自由記述の分野 |
材料科学、放射光計測、位相的データ解析
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題で確立したX線顕微鏡による4次元/5次元観察技術は、従来観察することができなかった「き裂の発生」そのものをナノスケールで解明し、そのマイクロメカニックスの観点からき裂発生のメカニズムを初めて提案した点で学術的かつ工学的なに非常に意義が大きい。さらに本課題で提案した、X線顕微鏡計測と数理科学・情報科学の融合した解析手法は、ビッグデータに内在する情報をフルに引き出す新たなアプローチとして、様々な観察法や材料への展開が期待できる。
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