戦略目標
持続可能社会につなげる超寿命マテリアルの創出
研究総括
乾 晴行
京都大学 名誉教授
概要
本研究領域では、構造材料及び機能材料としての材料・デバイスの寿命に着目し、従来の寿命を凌駕する材料・デバイスに加え、周囲の環境を利用して必要に応じて自己修復する材料・デバイスなど、既存の寿命の概念を変革する超寿命マテリアルの創出とその理論的基盤の構築を目指します。
対象とする材料には、金属やセラミックスなどの無機材料、有機・高分子材料、さらにそれらの複合材料が含まれます。これらの材料を用いた、電池(太陽電池、蓄電池等)半導体デバイス、センサー、機能性高分子など、多様なデバイスも含まれます。
材料・デバイスの内部および界面の劣化・破壊の素過程等、劣化・破壊の本質的なメカニズムについては、原子スケールからデバイススケールまでのマルチスケールで探求します。これにより、劣化・破壊メカニズムの理解を飛躍的に進展させ、材料・デバイスの長寿命化に向けた強固な理論的基盤の構築を目指します。なお、劣化・破壊メカニズムの解明には、近年急速な発展がみられるマルチスケール、マルチフィジックス、オペランド計測技術や計算科学、情報科学などの活用が望まれます。また、実環境では物理的・化学的・生物学的な様々な要因が複合的に関与して劣化・破壊が進行すると考えられるため、極限環境を含めた実環境での材料・デバイスの劣化・破壊現象を探求します。
さらに、材料・デバイスの寿命については、寿命全体を高精度に予測可能な手法の確立を目指します。このためには、劣化・破壊現象の解明により培った知見を踏まえ上述の実環境の複合要因を考慮した数理モデルの構築、統計・情報科学・AIを活用した寿命予測シミュレーションの実施、実際の寿命を高精度に再現する加速試験手法の開発が求められます。
劣化・破壊過程の解明および高精度な寿命予測手法の開発によって、最終的には従来の寿命の概念を変革する超寿命マテリアルおよび高信頼性・高精度の評価手法の創出とその理論的基盤の構築を目指します。
本研究領域は、文部科学省の選定した戦略目標「持続可能社会につなげる超寿命マテリアルの創出」のもとに、2026年度に発足しました。
対象とする材料には、金属やセラミックスなどの無機材料、有機・高分子材料、さらにそれらの複合材料が含まれます。これらの材料を用いた、電池(太陽電池、蓄電池等)半導体デバイス、センサー、機能性高分子など、多様なデバイスも含まれます。
材料・デバイスの内部および界面の劣化・破壊の素過程等、劣化・破壊の本質的なメカニズムについては、原子スケールからデバイススケールまでのマルチスケールで探求します。これにより、劣化・破壊メカニズムの理解を飛躍的に進展させ、材料・デバイスの長寿命化に向けた強固な理論的基盤の構築を目指します。なお、劣化・破壊メカニズムの解明には、近年急速な発展がみられるマルチスケール、マルチフィジックス、オペランド計測技術や計算科学、情報科学などの活用が望まれます。また、実環境では物理的・化学的・生物学的な様々な要因が複合的に関与して劣化・破壊が進行すると考えられるため、極限環境を含めた実環境での材料・デバイスの劣化・破壊現象を探求します。
さらに、材料・デバイスの寿命については、寿命全体を高精度に予測可能な手法の確立を目指します。このためには、劣化・破壊現象の解明により培った知見を踏まえ上述の実環境の複合要因を考慮した数理モデルの構築、統計・情報科学・AIを活用した寿命予測シミュレーションの実施、実際の寿命を高精度に再現する加速試験手法の開発が求められます。
劣化・破壊過程の解明および高精度な寿命予測手法の開発によって、最終的には従来の寿命の概念を変革する超寿命マテリアルおよび高信頼性・高精度の評価手法の創出とその理論的基盤の構築を目指します。
本研究領域は、文部科学省の選定した戦略目標「持続可能社会につなげる超寿命マテリアルの創出」のもとに、2026年度に発足しました。
領域アドバイザー
| 入山 恭寿 | 名古屋大学 工学研究科 教授 |
|---|---|
| 榎 学 | 東京工科大学 片柳研究所 教授 |
| 川田 宏之 | 早稲田大学 基幹理工学部 教授 |
| 河野 佳織 | 日本製鉄(株) 技術開発本部 フェロー |
| 佐藤 彰洋 | (株)IHI 技術開発本部 主幹 |
| 竹山 雅夫 | 東京工業大学(現:東京科学大学) 名誉教授 |
| 津﨑 兼彰 | 物質・材料研究機構 名誉フェロー |
| 東田 賢二 | 九州大学 工学研究院 名誉教授 |
| 福島 孝典 | 東京科学大学 総合研究院 教授 |
| 松永 克志 | 名古屋大学 大学院工学研究科 教授 |