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2012 年度 研究成果報告書

マルチスケール解析に基づくナノコンポジットの機械・電気特性の高精度評価

研究課題

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研究課題/領域番号 22360044
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関千葉大学

研究代表者

胡 寧  千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60250685)

研究分担者 福永 久雄  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664)
岡部 朋永  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50344164)
渡辺 知規  千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50323431)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード材料設計 / プロセス / 物性 / 評価
研究概要

将来の高性能・多機能ナノコンポジットの性能を一層向上させるためには,ナノ・マイクロ構造組織の情報に基づいて,材料の巨視的な機械・電気特性を正確に評価することが重要となる.本研究では,ナノコンポジットの機械・電気特性を評価するための高精度な逐次型マルチスケール解析法を確立し,ナノフィラーの添加による母材の機械と電気特性の向上のメカニズムを上記の解析モデルにより明らかにしたとともに,ナノコンポジットの製作および機械と電気特性の計測を行い,解析モデルを検証したとともに,ナノコンポジットのデザインを提供することにより,ナノコンポジットの機械・電気特性を総合的に向上させた.

  • 研究成果

    (43件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (22件) 学会発表 (16件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Ultrasensitive strain sensors made from metal-coated carbon nanofiller/epoxy composites2013

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, T. Itoi, T. Akagi, T. Kojima, J. Xue, C. Yan, S. Atobe, H. Fukunaga, W. Yuan, H. Ning, Surina, Y. Liu and Alamusi
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 51 ページ: 202-212

  • [雑誌論文] Molecular dynamics investigation on edge-stress and shape transition in graphene nanoribbons2013

    • 著者名/発表者名
      M. C. Wang, C. Yan, L. Ma and N. Hu
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 68 ページ: 138-141

  • [雑誌論文] Performance characterization of VGCF/epoxy nanocomposite sensors under multiple load cyclesand in static structural health monitoring2013

    • 著者名/発表者名
      B. Hu, N. Hu, W. Yuan, C. Yan, Y. Cai, M. Furukawa and M. Matsushita
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: No.045008 ページ: 22

  • [雑誌論文] Reinforcement effects of MWCNT and VGCF in bulk composites and interlayer of CFRP laminates2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Li, T. Nakamura, T. Katsumata and T.Koshikawa and M. Arai.
    • 雑誌名

      Composites Part-B

      巻: 43 ページ: 3-9

  • [雑誌論文] Effect of defects on fracture strength of graphene sheets2012

    • 著者名/発表者名
      M. Wang, C. Yan, L. Ma, N. Hu and M. Chen
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 54 ページ: 236-239

  • [雑誌論文] Prediction of thermal expansion properties of carbon nanotubes using molecular dynamics simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Alamusi, N. Hu, B. Jia, M. Arai, C. Yan, J. Li, Y. Liu, S. Atobe and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 54 ページ: 249-254

  • [雑誌論文] Prediction of pull-out force of multi-walled carbon nanotube (MWCNT) and sword-in-sheath mode2012

    • 著者名/発表者名
      G. Yamamoto, S. Liu, N. Hu, T. Hashida, Y. Liu, C. Yan, Y. Li and H. Cui
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 60 ページ: 7-12

  • [雑誌論文] Sandwiched carbon nanotube film as strain sensors2012

    • 著者名/発表者名
      M.K. Njuguna, C. Yan, N. Hu, J.M. Bell, P.K.D.V. Yarlagadda
    • 雑誌名

      Composites Part-B

      巻: 43 ページ: 2711-2717

  • [雑誌論文] Multi-scale numerical simulations on piezoresistivity of CNT/polymer nanocomposites2012

    • 著者名/発表者名
      B. Hu, N. Hu, Y. Li, K. Akagi, W. Yuan, T. Watanabe and Y. Cai
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: No.402

  • [雑誌論文] Experimental Study on Mechanical Properties of Epoxy/MWCNT Nanocomposites -- Effects of Acid Treatment, Pressured Curing, and Liquid Rubber2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Li, N. Hu, T. Kojima, T. Itoi, T. Watanabe, T. Nakamura, N. Takizawa, T. Inoue, H. Cui, S. Atobe and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      ASME Journal of Nanotechnology in Engineering and Medicine

      巻: 3 ページ: 011004-(1-8)

  • [雑誌論文] Mixed modes interlaminar fracture toughness of CFRP laminates toughened with CNF interlayer2012

    • 著者名/発表者名
      M. Arai, T. Sasaki, S. Hirota, H. Ito, N. Hu and M. Quaresimin
    • 雑誌名

      Acta Mechanica Solida Sinica

      巻: 25 ページ: 321-330

  • [雑誌論文] Evaluation of piezoelectric property of reduced graphene oxide (rGO)/poly (vinylidene - fluoride) nanocomposites2012

    • 著者名/発表者名
      Alamusi, J. Xue, L. Wu, N. Hu, J. Qiu, C. Chang, S. Atobe, H. Fukunaga, T. Watanabe, Y. Liu, H. Ning, J. Li, Y. Li and Y. Zhao
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 4 ページ: 7250-7255

  • [雑誌論文] Multi-scale numerical simulation of thermal expansion properties of CNT-reinforced nanocomposites2012

    • 著者名/発表者名
      Alamusi, N. Hu, J. Qiu, Y. Li, C.Chang, S. Atobe, H. Fukunaga, Y. Liu, H. Ning, L. Wu, J. Li, W. Yuan, T. Watanabe, C. Yan and Y. Zhang
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: No.15

  • [雑誌論文] グラフェンナノコンポジットの機械特性に関する最新動向-数値解析および理論モデリング(解説)2012

    • 著者名/発表者名
      胡寧,渡辺知規
    • 雑誌名

      日本複合材料学会誌

      巻: 38 ページ: 178-182

  • [雑誌論文] 日本機械学会2011年度年鑑:材料力学5.5節「材料力学部門における実験研究の最新動向"ナノ材料"」(解説)2012

    • 著者名/発表者名
      胡寧
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 115 ページ: 17-18

  • [雑誌論文] Pull-out simulations on interfacial properties of carbon nanotube-reinforced polymer nanocomposites2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Li, Y. Liu, X. Peng, C. Yan, S. Liu and N. Hu
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 50 ページ: 1854-1860

  • [雑誌論文] Investigation on CNT/alumina interfaceproperties using molecular mechanics simulations2011

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, N. Hu, G.Yamamoto, Y. Cai, Y. Zhang, Y. Liu, Y. Li, T. Hashida and H. Fukunaga.
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 49 ページ: 3701-3704

  • [雑誌論文] A carbon nanotube/polymer strain sensor with linear and anti-symmetric piezoresistivity2011

    • 著者名/発表者名
      G. Yin, N. Hu, Y. Karube, Y. Liu, Y. Li, and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Composite Materials

      巻: 45 ページ: 1315-1323

  • [雑誌論文] Piezoresistive strain sensors made from carbon nanotubes based polymer nanocomposites2011

    • 著者名/発表者名
      Alamusi, N. Hu, H. Fukunaga, S. Atobe, Y. Liu and J. Li
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 11 ページ: 10691-10723

  • [雑誌論文] Investigation on sensitivity of a polymer/carbon nanotube composite strain sensor2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Karube, M. Arai, T. Watanabe, C. Yan, Y. Li, Y. Liu and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 48 ページ: 680-687

  • [雑誌論文] Simulation on sliding between nested walls in a multi-walled carbon nanotube2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Li, N. Hu, G. Yamamoto, Z. Wang, T. Hashida, H. Asanuma, C. Dong, M. Arai and H.Fukunaga
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 48 ページ: 2934-2940

  • [雑誌論文] Pull-out simulations of a capped CNT in CNT-reinforced nanocomposites

    • 著者名/発表者名
      Y. Li, S. Liu, N. Hu, X. Han, L. Zhou, H. Ning, L. Wu, Alamusi, G. Yamamoto, C. Chang, T. Hashida, S. Atobe and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: (in press)

  • [学会発表] PVDF/CNFナノコンポジットによる圧電型ひずみセンサの創製と性能2012

    • 著者名/発表者名
      田辺佳祐,胡寧,福永久雄,跡部哲士,前場豊
    • 学会等名
      第37回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋市, 日本
    • 年月日
      20121018-19
  • [学会発表] Numerical simulations on piezoresistivity of nanofiller and polymer based nanocomposites2012

    • 著者名/発表者名
      B. Hu, N. Hu, J. Li,Alamusi, Y. Liu, H. Ning, L.
    • 学会等名
      Wu,ECCOMAS 2012, 6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      20120910-14
  • [学会発表] Evaluation of Thermal Expansion Properties of CNT/Polymer Nanocomposite, Alamusi2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, J. Qiu
    • 学会等名
      The 10th China-Japan Joint Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      Chengdu,China
    • 年月日
      20120908-12
  • [学会発表] Prediction of thermal expansion of carbon nanotubes using molecular dynamics simulation, Alamusi2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hu
    • 学会等名
      The 12^<th> Japan International SAMPE Symposium
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20111109-11
  • [学会発表] 分子動力学によるカーボンナノチューブの熱膨張特性に関する研究,アラムズ2011

    • 著者名/発表者名
      胡寧,福永久雄
    • 学会等名
      第36回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市,日本
    • 年月日
      20111020-21
  • [学会発表] 金属表面処理を施したカーボンナノフィラーからなる高感度ひずみセンサ2011

    • 著者名/発表者名
      赤木健太郎,胡寧,福永久雄
    • 学会等名
      第36回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市,日本
    • 年月日
      20111020-21
  • [学会発表] 金属表面処理を施したカーボンナノフィラーからなる高感度ひずみセンサ,赤木健太郎2011

    • 著者名/発表者名
      胡寧,勝亦敏樹,軽部嘉文
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京都,日本
    • 年月日
      20110911-14
  • [学会発表] Investigation on interfacial properties of CNT/alumina nanocomposites using pull-out simulation based on molecular mechanics2011

    • 著者名/発表者名
      S. Liu, N. Hu
    • 学会等名
      The 18^<th> International Conference in Composite Materials
    • 発表場所
      Jeju island, Korea
    • 年月日
      20110821-26
  • [学会発表] Nanocomposite strain sensors made from various carbon nanofillers2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, K. Akagi,Y. Li, Alamusi
    • 学会等名
      IUPAC 7^<th> International Conference on Novel Materials and Synthesis (NMS-VII) & 21^<st> International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers
    • 発表場所
      Jeju island, Korea
    • 年月日
      20110821-26
  • [学会発表] 分子力学法を用いたCNT/セラミックス複合材料の界面特性に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      劉森,胡寧
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      北九州市,日本
    • 年月日
      20110715-18
  • [学会発表] STRAIN SENSORS MADE FROM POLYMER NANOCOMPOSITES WITH TWO KINDS OF MWNTS2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Li, Y. Liu
    • 学会等名
      JSME/ASME 2011 International Conference on Materials & Processing
    • 発表場所
      Corvallis, Oregon, USA
    • 年月日
      20110613-17
  • [学会発表] Interfacial Property in Nano-materials due to van der Waals and Electrostatic CoulombicInteractions2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, X.H. Peng, Y. Li, S. Liu
    • 学会等名
      The 3^<rd> International Conference on Heterogeneous Materials Mechanics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20110520-26
  • [学会発表] Numerical Simulations on Piezoresistivity of CNT/Polymer Based Nanocomposites2011

    • 著者名/発表者名
      Alamusi, Y. Liu, N. Hu
    • 学会等名
      International Conference on Computational & Experimental Engineering & Sciences
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      20110418-21
  • [学会発表] Improvement of mechanical properties in composites by using nano-fillers2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Li, Masahiro Arai
    • 学会等名
      International Conference on "Composites for 21^<st> Century: Current and Future Trends' ICC-CFT
    • 発表場所
      Bangalore, India
    • 年月日
      20110104-07
  • [学会発表] Molecular mechanics investigations on interfacial properties in nano-materials due to van der Waals and electrostatic Coulombic Interactions2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Li and S. Liu,International Workshop
    • 学会等名
      Materials Behaviour& Structural Integrity at Micro- and Nano-scale (MSMN 2010)
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      20101025-27
  • [学会発表] Reinforcement effects of MWCNT and VGCF in bulk composites and interlayer of CFRP laminates2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Li, T. Nakamura, T. Katsumata, T. Koshikawa, M. Arai
    • 学会等名
      The 2^<nd> International Conference on Nanomechanics & Nanocomposites (the 2nd ICNN)(招待講演)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20101010-13
  • [図書] InTech-Open Access Publisher2012

    • 著者名/発表者名
      N.Hu
    • 出版者
      Composite Materials and Their Properties
  • [図書] InTech-Open Access Publisher2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hu
    • 出版者
      Composites and Their Applications
  • [備考]

    • URL

      http://www.em.eng.chiba-u.jp/~lab2/hu/index.html

  • [産業財産権] グラフェンを用いた Graphene/PVDF コンポジット圧電/発電フィルムの作製2012

    • 発明者名
      胡 寧、阿拉木斯、呉良科、外間一 竹、田辺佳祐
    • 権利者名
      千葉大学
    • 産業財産権番号
      "物体"に対する発明、2012-200198号
    • 出願年月日
      2012-09-12
    • 外国
  • [産業財産権] 金属表面処理を施したナノフィラーか らなる高感度ひずみセンサ2010

    • 発明者名
      胡 寧、赤木健太郎、勝亦敏樹、軽部嘉文
    • 権利者名
      千葉大学
    • 産業財産権番号
      "物体"に対する発明、2010-194396号
    • 出願年月日
      2010-08-31

URL: 

公開日: 2014-08-29   更新日: 2015-05-21  

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