| 研究課題/領域番号 |
19K06169
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
杉元 宏行 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70425742)
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| 研究分担者 |
杉森 正敏 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (20196760)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 木材 / 繊維角 / 全光透過率 / 全光反射率 |
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| 研究実績の概要 |
前年度までの研究から、繊維傾斜が、可視光の全透過率、全反射率に及ぼす影響として、中・長波長領域では、吸収の影響が少なく、細胞壁厚さおよび繊維傾斜の増加とともに、全透過率は減少し、全反射率は増加する、構造の影響が認められた。そこで、細胞を角筒形状とした単純構造を仮定し、可視光の全光透過率および反射率の測定に関して、木材の繊維方向と可視光の入射方向からなす角が影響することを示し、その後、細胞構造内の光路を考慮したモデルを作成し、繊維角と光特性の関係を算出し、実験結果と比較した。初めに検討したモデルについては、最大で２０％程度の誤差が生じており、モデルのいくつかの前提条件の問題が疑われた。それらの前提条件のひとつとして、材料内の各反射界面で生じる透過・反射の内、大きい方のみを選択していた。この部分を修正するため、可能な限り考えうる光路をモデルに入れ、積算する手法を用いた。界面数が大きくなるほど計算量が増大するため、ある程度の閾値を用いて計算した。このモデルによる光路の考察から、各界面における透過率と反射率は繊維傾斜の影響を強く受け、また、入射する場所によっても光路が著しく異なることが導かれた。また、本モデルによる数値解析結果と実験値は良い一致が見られた。
また、上記検討において、自由水や塗料が内腔へ浸透した部位で界面構成が変わることが推定された。そこで、その浸透の程度を定量化するとともに、光学特性のモデル化を行い、測定結果との比較を行って、内部の組織構造が木材の見えにどの程度影響しているのか検討した。その結果、塗料や水が内腔部に浸透するほど、全透過率は上がり、全反射率は下がる結果が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在、当初検討を予定していたモデル（繊維角と可視光特性の関係）については作成を完了することができた。また、その過程において、繊維内こうへの物質の存在が、光路に影響を与えることを明らかとした。この結果について、論文２報や各種学会発表へとつなげることができた。したがって、当初計画よりは大幅に進呈しているといえることから、上記評価とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度は研究協力者との打ち合わせがコロナ感染症の発症により、困難となっていた。幸い、協力者は軽快したようであるため、今後は、遠隔によって打ち合わせを行い。その結果を取りまとめ、公表していく。一方で、本研究の進展に伴い、可視光特性に影響するいくつかの因子を抽出することができた。そこで、次年度以降は、それらについての検討も進めていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた国際学会参加および協力研究者との打ち合わせ旅程が、新型コロナによって行えなくなった。そのため、次年度に予定を先延ばしすることにより対応することにした。
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