【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.31】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1187
利用課題名 / Title
ジュズダマの殻の弾性率勾配の分析
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
機械計測,超微小材料機械変形評価
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
石井 大佑
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
桑田力真
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
自然界には竹や貝殻など軽くて高強度な材料がある。これらの材料は外界からの負荷に耐えられるように限られた素材を材料の中で効率的に配置した傾斜機能材料になっている。本実験の目的は、高硬度なジュズダマの種子の殻に着目し、殻の外層から内層に向かう弾性率の勾配を測定し、殻の組成と微細構造の特徴と結びつけることである。
実験 / Experimental
ジュズダマの殻の平滑な表面を用意するために、ジュズダマを樹脂包埋し、冷却クロスセクションポリッシャ（CCP）で面出しを行った。その後、超微小材料機械変形評価装置を用い、殻の外層から内層に向かって弾性率測定を行った
結果と考察 / Results and Discussion
弾性率は殻の外層から内層に向かって徐々に減少した。最外層は23 GPaほどで、最外層から200 μｍほど内層で7 GPaまで弾性率が減少し、その後、弾性率は減少しなかった。シリカを多く含み、空隙率が低い構造を持つ領域は殻の最外層から200 μｍほどであるので、殻の弾性率の変化と化学組成の変化に相関性があることが示された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 桑田力真, 石井大佑, "ジュズダマの硬い殻の物理化学的分析と生体模倣傾斜機能材料への展開"第71回高分子討論会（北海道）, 令和4年9月6日
- 桑田力真, 石井大佑, "生物を模倣した高強度と強靭性を両立した傾斜機能材料の開発"第12回CSJ化学フェスタ2022（東京）, 令和4年11月21日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件