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Research Results 研究成果

高分子锁の新しい吸着机构を発见

接着剤で自动车を组み立て、カーボンニュートラルの実现へ! 2022.10.13
研究成果Technology

ポイント

  • 接着剤で自动车を组み立てるには、接着界面を信用できるかが键
  • 高分子锁が络んで固体上に吸着することを世界で初めて可视化
  • 自动车製造时における二酸化炭素の低排出化および自动车の燃费向上に期待

概要

 复数の軽量かつ高强度な材料を适材适所で组合せる“マルチマテリアル技术”が、グリーン成长戦略の切り札として注目されています。例えば、非鉄金属と炭素繊维复合材料の组合せは、モビリティの軽量化を実现し、省エネルギー化によるカーボンニュートラルに贡献できます。マルチマテリアル化を推进するためには、従来の接合技术を超えた信頼性のある接着技术の构筑が必要です。また、接着技术の革新は燃费だけでなく、组立工程からリサイクル工程まで変革しうることから、モビリティライフサイクルにおける环境负荷の低减にも多く贡献します。しかしながら、これまで、接着剤の构成成分である高分子が被着体上でどのように界面を形成しくっついていくのかわからず、その本质的なメカニズムが未解明となっておりました。本研究では、高分子の异种材料表面への吸着挙动、ならびに、これを起点とする界面层の形成を世界で初めて视覚的に解明し、接着界面の新しい形成机构を明らかにしました。
 盛満 裕真 助教(九州大学)、松野 寿生 准教授(九州大学)、織田 ゆか里 准教授(静岡大学)、山本 智 教授(九州大学)、田中 敬二 主幹教授(九州大学)らの研究グループは、原子間力顕微鏡(AFM)観察に基づき、長さの異なるデオキシリボ核酸(DNA)の固体材料上への吸着過程を解析しました。その結果、高分子鎖が長くなると、複数分子が隣り合って“協同的に吸着”すること、また、協同吸着は空きスペースを縫う“橋掛け吸着”を誘引し、吸着層形成を促進することを見出しました。さらには、吸着層に用いる高分子の長さを変えるだけで、高分子系複合材料の強靭化を実現することに成功しました。
 本成果は、异种マテリアル界面を自在に操る革新的接着技术の导出に向けた重要な知见であり、ひいては、カーボンニュートラルの実现に大きく贡献することが期待されます。
 本研究の一部は、科学技術振興機構(JST)未来社会創造事業、日本学術振興会(JSPS)科学研究費助成事業、ならびに、新エネルギー?産業技術総合開発機構(NEDO)ムーンショット型研究開発事業の支援を受けて実施されました。本研究成果は米国科学雑誌「Science Advances」オンライン版に2022年10月13日(木)に掲載されました。

マルチマテリアルの设计指针に重要な高分子异种界面における吸着层形成过程を世界で初めて明らかにした。

论文情报

掲載誌:Science Advances
タイトル:
著者名:Yuma Morimitsu, Hisao Matsuno, Yukari Oda, Satoru Yamamoto, Keiji Tanaka
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