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本研究の目的は、H23-24年度の「融合マテリアル」領域での研究交流をベースに、印象派物理学の精神に基づいて天然融合型マテリアルの強靭性について理解するために、これまでの研究をさらに発展させることである。具体的には、自然界に見られる驚くべき硬柔融合構造・階層構造・非線形性が、どのように強靭性に役立っているかを印象派物理学の視点から、実験、シミュレーショ ン、理論を駆使して明らかにする。同様の視点で、本領域関連の他のグループから特色のある表面の提供を受けて濡れに関する研究も進め、スケーリング法則を確立し、領域内共同研究を展開する。
本年度は、現在までの関連研究を総括する天然複合材料の強靭性に関するレビュー２報を発表した。このなかで、真珠層、ロブスター外骨格、クモの巣などの天然の複合材料の強靭性をシンプルなモデルで取り扱うことでシンプルで明確な物理的描像が得られ、これらの結果は、これから新しい融合マテリアルをデザインする際の指導原理となり得ることを専門性の異なる２つのレビュー論文として示した。さらに、領域内共同研究として行っている濡れの研究については、既に昨年度特許出願を行っているが、本年度は研究の仕上げを行い、投稿論文誌のレフェリーからの建設的指摘に従った改訂第２版がアクセプトされた。この他、ボイド構造を持つ物質の強靭性について、シンプルなネットワークを用いたシミュレーションから新しいスケーリング法則を明らかにした研究についても論文を投稿した。また、真珠層のネットワークモデルにおいて非線形性の重要性を明らかにする成果も得た。さらに、塑性の極めて強い高分子性固体のシートを使って系統的に破壊力学的な実験を行い今後の発展につながる興味深い結果も得ている。
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