緑藻類の交流インピーダンス計測技術の開発
現在、低コストで高効率的なオイル生産をめざして生物学・農学面からの実証研究が先行する中、複雑化した緑藻類の培養過程の解明に必要な計測評価技術が必要と考える。そこで、オイル産生緑藻類の高増殖・量産化効果を検証する計測評価技術として、電気電子分野の計測装置を活用した交流インピーダンス計測法を提案する。第一段階として、クロレラ培養の増殖過程における周波数特性について評価・議論し、本計測技術の定量解析への適用性について検証した。
材料に優れた特性を発現させる鍵は，微視構造にある．次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし，顕微鏡で観察される微視（ミクロ）スケールと機械構造物を捉えた巨視（マクロ）スケールを連成したマルチスケール構造最適設計を駆使して，数値解析主導の材料設計開発を提供する．
既存材料の最大値を超える最適設計
巨大なマクロ電気磁気効果の発現の鍵はミクロ不均質構造とカップリング（圧電および圧磁）特性の相乗効果にあり，従来の均一配向積層構造を超える潜在能力が未開拓である．スケール連成解析に均質化理論を適用し，独自開発の数値解析プログラムにより電気磁気効果を最大化するミクロ最適構造を探索する．得られた最適構造（デジタル複合構造）を有するマルチフェロイック材料に対して，圧粉・焼結法およびスパッタリング法による従来の創製から3Dプリンティングによる新たな創製に展開する．左図はマルチスケール解析法の計算スキーム，右図はチタン酸バリウム／コバルトフェライト複合材料の最適設計事例を示す．これまで最大の電気磁気効果を有する均一配向積層構造を20％以上超える最適構造を発見した．
論文
「マルチフェロイック複合材料の微視構造と材料組合せに関するマルチスケール数値解析研究」(2019)『材料』68p.697-703.
「Computational study on microstructural optimization of magnetoelectric composite materials」(2020)『Computational Materials Science』172p.109365.
「Interfacial adhesive strength of a silane coupling agent with metals: A first principles study」(2020)『Materials Today Communications』25p.101397.
特許
特願2020-151390「マルチフェロイック材料の微視構造の最適化方法、およびマルチフェロイック材料構造体」
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