エネルギー材料設計

About研究室について

ナノの材料の、強さと壊れ方を知る。

エネルギー材料設計研究室は、ナノ・マイクロサイズの材料や構造体を対象に、その強さや壊れるしくみを解き明かす研究をしています。
材料はナノ〜マイクロの寸法まで小さくなると、大きな材料とは違う性質を示します。
さまざまな顕微鏡の中で材料に力を加える実験を行い、力学解析や理論解析とあわせて調べています。
ナノ材料の強誘電性や磁性と変形との関係や、メカニカルメタマテリアルの設計にも取り組んでいます。

Research研究テーマ

ナノ〜マイクロサイズの構造体を、透過型電子顕微鏡などの顕微鏡の中で負荷して、強さや壊れるしくみ、力学特性を調べています。ナノ構造体の物性と変形の結びつきや、メカニカルメタマテリアルも研究しています。

※イメージ画像

ナノ・マイクロの金属の疲労↗

小さな金属の中には、ふつうの金属で疲労き裂のもとになる構造ができません。電子顕微鏡の中でのその場観察疲労試験で、ナノ・マイクロの材料に特有の疲労を解き明かしています。

※イメージ画像

物性と変形のつながり↗

強誘電性や磁性、モット転移などに着目し、ナノサイズの材料に力が加わったときの応答を調べています。圧電応答顕微鏡や磁気力顕微鏡と、独自に開発した負荷装置を使っています。

メカニカルメタマテリアル↗

特徴的な力学特性を示すメタマテリアルを設計し、3次元プリンタで実際につくって、その変形や壊れ方を実験と解析で調べています。

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ナノのスケールで材料が壊れるしくみ↗

材料がナノサイズになると、き裂の先の特異応力場に含まれる原子は数十個ほどになります。原子レベルの欠陥からの破壊実験に世界で初めて成功し、原子オーダーでの破壊を明らかにしました。

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