[ナノ力学] 令和2年度採択課題

浦山 健治

ひずみ誘起結晶化機構の解明と最大化によるエラストマーの革新的強靭化

研究代表者
浦山 健治

京都大学
大学院工学研究科
教授

主たる共同研究者
櫻井 伸一 京都工芸繊維大学 繊維学系 教授
谷口 貴志 京都大学 大学院工学研究科 准教授
角田 克彦 (株)ブリヂストン 先端材料部門 首席研究主幹
沼田 圭司 京都大学 大学院工学研究科 教授
研究概要

天然ゴム(NR)が示すひずみ誘起結晶化(SIC)は,力学刺激に高速応答する優れた動的強靭化機構ですが,そのSIC性能は長く未更新のままで合成ゴムもNRのSIC性能を凌駕できていません。本研究はSICのナノ動力学と強靭化機構の相関を実験・シミュレーションによって解明するとともに、それに立脚したSICを高度に誘起する新戦略を確立し,革新的な破壊強度をもつNR、合成ゴム、新規天然ゴムの開発を目指します。

澄川 貴志

ナノ・マイクロ疲労学理の開拓と超高疲労強度金属の実現

研究代表者
澄川 貴志

京都大学
大学院エネルギー科学研究科
教授

主たる共同研究者
梅野 宜崇 東京大学 生産技術研究所 教授
島 弘幸 山梨大学 大学院総合研究部 教授
研究概要

ナノ~マイクロ金属材料が有する特異な疲労挙動の全容解明を図ります。困難とされてきたナノ~マイクロ材料への疲労実験を実現し、新概念に基づく解析システムを開発して両者を協働させることで、ナノ力学の観点から疲労メカニズムを同定します。さらに、理論的に総括し、新規学理「ナノ・マイクロ疲労学」を構築します。また、繰り返し負荷によって生じる転位組織を制御した設計を行い、超高疲労耐性材料と新奇機能材料を実現します。

水上 雅史

氷-ゴム界面摩擦機構のマルチスケール解明

研究代表者
水上 雅史

東北大学
未来科学技術共同研究センター
准教授

主たる共同研究者
泰岡 顕治 慶應義塾大学 理工学部 教授
研究概要

氷-ゴムの摩擦は多くの要素が寄与する複雑な現象であり、その摩擦機構の解明は非常に難しい課題となっています。本研究では、ナノとマクロ計測、シミュレーションによる複合アプローチにより、氷-ゴム界面摩擦を支配する要因(氷表面の疑似液体層、摩擦による氷融解、粘弾性など)を評価し、摩擦機構解明、摩擦予測モデルの提案、摩擦最適化と省エネルギーを両立する革新的なゴム材料の分子設計のガイドライン確立を目指します。

山崎 倫昭

機能マルチモーダル制御の材料科学と材料創製

研究代表者
山崎 倫昭

熊本大学
先進マグネシウム国際研究センター
教授

主たる共同研究者
萩原 幸司 名古屋工業大学 大学院工学研究科 教授
松本 龍介 京都先端科学大学 工学部 准教授
研究概要

長周期積層構造型マグネシウム合金展伸材をモデル合金として、不均一組織を有する材料における力学特性発現機構を解明し、その学理を構築した上で機能マルチモーダル制御による金属材料の力学特性多機能化に関する指導原理を確立し、材料創製へ応用展開します。本研究では、不均一組織制御を機能マルチモーダル化という上位概念へ昇華させることで、強度と延性の両立のみならず強靭性発現に繋がる新しい材料設計を目指します。

山本 潤

階層的時空構造と動的不均一性から紡ぐナノ力学機構の理解と制御

研究代表者
山本 潤

京都大学
大学院理学研究科
教授・副研究科長

主たる共同研究者
齋藤 真器名 東北大学 大学院理学研究科 准教授
中 裕美子 東京理科大学 理学部第二部 准教授
研究概要

時空階層構造と動的不均一性の起源と機構の解明のため、ナノ~メゾスケールに及ぶ広帯域で両者を観測するガンマ線準弾性散乱と揺らぎ顕微鏡測定を確立する。また降伏・破断などの力学現象において力学測定と同時にその場観察し、マクロ力学との関係を理解する。さらに、不純物や光励起を用い、両者の人工的な設計に基づいた力学特性の改良原理を確立する。揺らぎ顕微鏡は小型化・可搬化を行い、汎用観測機器としての応用を目指す。

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