〈高分子材料トライボロジー〉

About研究室について

やわらかい材料と機構で、機械工学の枠を超える。

設計工学研究室は、生体材料やソフトマターなどの「やわらかい」先進材料と、相転移や力学的分岐現象といった「やわらかい」機構に着目して研究しています。
具体的には、生体関節がなめらかに動く仕組みや、人工関節に使う樹脂材料、水素雰囲気でのシール用樹脂の摩擦・摩耗などを調べています。
海外の研究グループとの共同研究を通じて、研究者の招へいや学生の海外派遣も進めています。
研究室のサイトでは「設計工学研究室」の名前で紹介されています。

Research研究テーマ

設計工学研究室では、生体関節の潤滑のしくみや、人工関節用の樹脂材料と水素中のシール材料の摩擦・摩耗を調べています。関節軟骨や樹脂、高分子ハイドロゲルといった材料の摩擦と摩耗を実験と分析で調べ、人工関節や水素用シールに適した材料の評価や組成の検討を進めています。

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生体関節の超潤滑のしくみ↗

膝や股関節は大きな荷重を支えながら、摩擦をスケートが氷の上を滑る程度まで小さくしています。関節軟骨、その表面、関節液それぞれの潤滑機能を実験と分析で調べ、協調のしくみを探っています。

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人工関節用の高強度樹脂↗

人工関節には、ポリエチレンの強度や耐摩耗性が足りないという課題があります。体内での滑り運動と樹脂の摩耗のしくみを明らかにし、それを再現できる摩耗試験法を確立して、高強度樹脂複合材の適性を評価します。

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ハイドロゲル人工軟骨↗

関節軟骨に似た柔軟性と含水性、透水性をもつ高分子ハイドロゲルを、人工軟骨として関節表面に使う設計を目指しています。体内を模した環境で力学特性と摩擦・摩耗特性を評価し、必要な性質の材料を探します。

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水素中のシール材料の摩擦・摩耗↗

水素ステーションの高圧水素圧縮機には樹脂製のシール部材が使われ、PTFEに充てん材を加えた複合材が主に用いられています。高純度の水素中で組成の異なるPTFE複合材の摩擦・摩耗を調べ、詳しいメカニズムを解明します。

Voices先輩の声

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