研究プロジェクトナノテクノロジー・材料

界面分子エンジニアリング Molecular Interface Engineering

プロジェクト期間2023年4月1日~2028年3月31日
栗原 和枝 シニアリサーチフェロー 栗原 和枝シニアリサーチフェロー Senior Research Fellow Kazue Kurihara

研究の概要

表面力測定を基盤とした独自の「摩擦融合研究」を推進しています。これまでに世界最小量の試料で測定可能な「超微量粘度計」の製品化や、蓄電池の電極界面評価による実用化支援など、世界トップレベルのナノ界面評価技術を応用展開してきました。本プロジェクトでは、界面分子エンジニアリングのための計測手法をさらに高度化し、製品レベルでの社会実装や産業界の技術課題解決に直結する技術開発を強力に推進します。

研究の特色

本プロジェクトの最大の特徴は、独自のナノ界面評価法を組み合わせ、実材料などの「マクロ」な材料特性を「分子レベル」で解明できる点にあります。従来のナノ評価では困難だった実用材料への橋渡しを可能にし、産業界の技術革新を目指しています。中核となる「表面力測定」は、数十ミクロン径の表面間相互作用をナノメートルの分解能で測定できるため、ミクロとマクロの知見を繋ぐ極めて有効な手法です。この技術を、環境・エネルギー問題の鍵となる摩擦・潤滑現象や材料開発、次世代蓄電池などの広範な分野に適用し、課題解決に貢献しています。

期待される成果・展開先

具体的な研究課題と期待される成果は次のようです。

  1. 超微量粘度計の開発・応用:超微量レオメータ等の技術開発とバイオメディカル分野等への応用拡大により、従来は測定が困難だった微量試料の評価にイノベーションをもたらし、新たな市場を創出します。
  2. 氷-ゴム間の摩擦研究:-20℃以下までの低温領域で測定可能な世界唯一の「表面力・共振ずり測定装置」を高度化し、摩擦機構を系統的に解明します。シミュレーションや機械学習(慶應義塾大学)、マクロ摩擦評価(リヨン大学)との連携により、高性能冬タイヤの革新的な設計指針を提案し、企業との協力により実用化を目指します。
  3. 界面評価に基づく電池の総合評価:独自の界面評価技術を基盤とした新規アプローチにより、企業の抱える技術的ボトルネックを解消し、次世代蓄電池の早期実用化に貢献します。
宇宙機器のマルチスケールシミュレーション

界面分子エンジニアリング

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