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研究コンセプト
新しい複合材料の創成と
社会実装を目指して
貝殻の真珠層に学ぶ補強構造と、不連続な板状粒子を利用した成形のしやすさを組み合わせ、力学特性と成形加工性を両立する複合材料を開発しています。
着想
貝殻の積層構造に学ぶ
貝殻の真珠層では、板状の無機成分が有機成分を介して重なり合っています。
この構造に着想を得て、薄い板状粒子を重ね合わせ、面内の多方向を補強する複合材料を設計します。さらに、粒子が不連続であることを利用し、成形時に母材とともに変形・流動できる材料へ展開することを目指します。
板状の成分が重なる構造
断面SEM：黒瀬撮影
材料設計
繊維強化と板状粒子強化
複合材料の補強には、強化材の形状と配向が関わります。本研究では、面内の多方向を補強できる板状粒子の形状と、成形時に粒子が移動できる不連続性の双方に着目しています。
繊維強化複合材料（FRP）
一次元の強化材：繊維繊維の長手方向を利用した補強
繊維の配向や積層を設計することで、
必要な方向を補強します。
板状粒子強化複合材料
二次元の強化材：板状粒子板状粒子による面内多方向の補強
粒子の広い面を荷重支持に活用し、
面内の多方向に補強効果を引き出します。
強化材の形状と配向を示す模式図。矢印：材料面内の引張方向。繊維は一方向にそろえた例。
目指す姿
材料創成から、
社会実装へ
補強効果と成形のしやすさを実際の部品につなげるため、材料設計から製造・成形技術の開発、性能評価、部品試作までを一貫して進めています。既存の複合材料に加わる新たな選択肢として、板状粒子強化複合材料の社会実装を目指します。