Embedded Files
構造不規則系のレオロジー：
アナンケオン動力学の確立
研究期間：令和4年度 〜 令和6年度
領域概要
領域概要
素材産業への新材料発見，既存材料の高機能化といった要求はより先鋭化しており，既存の材料にはない複雑な構造を持つ材料の開発が求められています。液体や非晶質を代表とする原子・分子が不規則に並んだ『構造不規則系』材料の利用は，現代における新機能材開発戦略の一つであり、図に示すように幅広いスケールで多岐にわたる不規則系材料が存在します。不規則系材料の高性能・高機能化・制御を実現するために，非晶質であることに起因する柔らかさや流れ易さといった特異な力学応答，いわゆる，レオロジー特性を明らかとし，その制御を許す，構造不規則系の科学の確立が求められています。本領域は，構造不規則系の動的素励起，『アナンケオン』とそれらの相互作用によるアナンケオン動力学を打ち立て，従来の「不規則構造の静的配置に立脚した物性予測」から「不規則構造の動的挙動に立脚したレオロジー特性予測」へと構造不規則性の科学パラダイムの転換を目標とします。
お知らせ
お知らせ
2022年度
5/24 第1回総括会議（キックオフミーティング）を実施しました。
6/8 第2回総括会議（計画研究A1班概要発表）を実施しました。
6/15 第3回総括会議（計画研究A2班概要発表）を実施しました。
6/24 第4回総括会議（計画研究A3班概要発表）を実施しました。
6/24 第1回（A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
6/29 第5回総括会議（計画研究A1班進捗報告）を実施しました。
7/8 第6回総括会議（計画研究A2班進捗報告）を実施しました。
7/15 第2回（A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
7/27 第3回（A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
8/25 第7回総括会議 (各班進捗報告)を実施しました。
8/30 第4回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を大分にて実施しました。
10/5 第8回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
10/26 第5回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
11/2 第9回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
12/21 第10回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
1/26 第11回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
2/23 第12回総括会議（各班進捗報告）を品川で実施しました。
3/15 第1回（A1 – A3班連携打ち合わせ）を実施しました。
3/24 第13回総括会議（各班進捗報告）を大分で実施しました。
2023年度
8/30 第6回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を大分で実施しました。
9/19 第14回総括会議（各班進捗報告）を富山実施しました。
9/28 第7回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
10/27 第8回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
1/12 第9回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
1/16 第10回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
1/30 第15回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
2/20 第16回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
3/6 第11回総括会議（A1 – A2班連携打ち合わせ）を愛知で実施しました。
3/29 第17回総括会議（各班進捗報告）を実施しました。
2024年度
4/26 第18回総括会議（進捗報告）を実施しました。
5/9 第12回総括会議（A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
5/22 第13回総括会議（A1 – A2班連携打ち合わせ）を大分で実施しました。
5/24 第14回総括会議（A1 – A2班連携打ち合わせ）を長崎で実施しました。
5/31 第19回総括会議（進捗報告）を実施しました。
7/3 第20回総括会議（進捗報告）を実施しました。
7/26 第15回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
8/4 第16回(A1 – A2班連携打ち合わせ）をシンガポールで実施しました。
8/27 第21回総括会議（進捗報告）を実施しました。
9/3 第17回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
10/21 第22総括会議（進捗報告）を実施しました。
11/28 第23回総括会議（進捗報告）を実施しました。
12/20 第24回総括会議（進捗報告）を実施しました。
1/14 第18回(A1 – A2班連携打ち合わせ）を実施しました。
1/22 第25回総括会議（進捗報告）を実施しました。
1/24 第26回総括会議（進捗報告）を実施しました。
2/27 第27回総括会議（進捗報告）を実施しました。
3/24 第28回総括会議を京都で実施しました。
計画研究
計画研究
A01：荷電コロイド分散系のレオロジー：アナンケオン動力学と電気粘性
代表：岩下 拓哉（大分大学）
ナノ・マイクロサイズの荷電コロイド粒子が溶媒中に分散した荷電コロイド分散系は，多彩な外場応答性をもつ機能性流体として知られています．高機能制御を実現するためには，流れ易さを特徴づける粘度の発現機構を明らかにする必要があります．少量の塩添加で，その粘度が4桁以上も劇的に低下する電気粘性レオロジーは，流れ易さと構造変化を結びつける絶好の特異現象でありますが，粒子配置の不規則性のために，レオロジー特性の動的構造変化の理解は十分ではありません．本研究では，計算機シミュレーション，レオロジー測定，小角Ｘ線・光散乱実験を融合し，流れ場中の荷電コロイド分散系の動的構造変化の素過程，すなわち，動的素励起（アナンケオン）を特定かつ発生条件を定量化し，ミクロな動的素励起からマクロな電気粘性レオロジー特性の接続原理の解明を目指します．さらに，荷電コロイド分散系の電気的特性と粘度の間に成り立つ関係を明らかにします．これらの研究を通して，荷電コロイド分散系のレオロジー特性の発現機構を解明し，本領域の大目的である構造不規則系のレオロジーにおけるアナンケオン動力学の確立に寄与します．
A02：金属ガラスのレオロジー：計算科学によるアナンケオン動力学の構築
代表：椎原 良典（豊田工業大学）
金属ガラスとは，金属元素が規則正しく整列していない金属材料のことを指し，その原子構造のランダムさから結晶性金属材料にはない新奇な材料機能を発現することが知られています．金属ガラスの産業利用を拡大するには，容易に割れないよう，金属のように伸びる性能（塑性能）を付加することが必要不可欠ですが，金属ガラスの塑性能発現機構は完全に理解されたとは言えません．力を受けて変形する中で，原子レベルの不可逆的な構造変化が集団的に励起されて互いに影響を及ぼし合うことがミクロレベルでの塑性能に繋がると考えられていますが，その原子レベルの励起子の素性は明らかになっていません．本研究では，この励起子をアナンケオンと呼称し，その正体を計算機シミュレーションを用いて解明することを目指します．さらには，アナンケオンの励起と相互作用のメカニズムを解明し，本領域の大目的であるところのガラスの普遍的変形理論，すなわち，アナンケオン動力学の構築に貢献します．
A03：金属ガラスのレオロジー：アナンケオン動力学と弾塑性変形
代表：足立 望（豊橋技術科学大学）
不規則構造である金属ガラスは，従来の規則構造を持つ結晶材料には無い優れた力学特性を示すことが知られています．金属ガラスを産業利用へと展開するためには，延性を確保することが必要不可欠です．それを実現するためには，金属ガラスの塑性変形を支配している原子レベルの素励起（アナンケオン）が金属ガラス内のどのような構造によってもたらされているかを理解・制御し，塑性能を付加することが重要です．計画研究代表者らの近年の研究により，金属ガラスに対して加工を施すことによって延性を付加できることが明らかになりました．これは加工によってアナンケオンが生じやすい構造に変化していることを意味します．本研究では，アナンケオンの生じやすさを加工によって制御した金属ガラスの詳細な構造解析を行うことによって，アナンケオンが発生する原子構造の理解を目指します．これによって本領域の大目的であるアナンケオン動力学の構築に寄与します．
業績
業績
雑誌論文
Ivan Lobzenko, Tomohito Tsuru, Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “First-principles atomic level stresses: application to a metallic glass under shear”, Materials Research Express 10 085201-085201 (2023).
Ivan Lobzenko Ivan, Tomohito Tsuru, Hideki Mori, Daisuke Matsunaka, Yoshinori Shiihara, “Implementation of Atomic Stress Calculations with Artificial Neural Network Potentials”, MATERIALS TRANSACTIONS 64 2481-2488 (2023).
Ivan Lobzenko, Yoshinori Shiihara, Hideki Mori, Tomohito Tsuru, “Influence of group IV element on basic mechanical properties of BCC medium-entropy alloys using machine-learning potentials”, Computational Materials Science 219112010-112010 (2023).
Silvia Pomes，Nozomu Adachi， Masato Wakeda，Takahito Ohmura，“Probing pre-serration deformation in Zr-based bulk metallic glass via nanoindentation testing”, Scripta Materialia 237 115713 (2023).
Silvia Pomes, Nozomu Adachi，Masato Wakeda，Takahito Ohmura, “Temperature Dependence of Nanoindentation-Induced Deformation Dynamics in Zr-Based Bulk Metallic Glass”, Materials Transactions 65 481-486 (2023).
Silvia Pomes, Nozomu Adachi，Masato Wakeda，Takahito Ohmura, “Comparative analysis of nanoindentation-induced incipient deformation of zirconium-based bulk metallic glass in various structural states”, Intermetallics 168108269 (2024).
Y. Shiihara, T. Iwashita, N. Adachi, Y. Todaka, T. Egami, “Cooperative atomic motion during shear deformation in metallic glass”, 発表予定 （arXiv:2503.14903).
学会発表
1. Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “Identification of Deformation Elements in Metallic Glasses through Frozen Atom Analysis”, International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties Applications 2025年6月.
2. Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “Molecular Dynamics Simulation Identifying Deformation Elements in Metallic Glass”, The 11th international conference on Materials Structure and Micromechanics of Fracture 2025年6月.
3. Ivan Lobzenko, Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “The stability and mechanical properties of CuZr bulk metallic glass using Swap Monte Carlo simulation”, The 10th Symposium on Multiscale Materials Mechanics: Mechanism and Modeling (A satellite symposium of ICSMA 20) 2025年6月.
4. 岩下 拓哉, “構造不規則系のダイナミクス”, マルチスケール材料力学部門委員会 第73期第2回公開部門委員会 2025年3月.
5. 椎原 良典，“ガラス構造における変形素子の特定”, マルチスケール材料力学部門委員会 第73期第2回公開部門委員会 2025年3月.
6. 足立 望, “金属ガラスの構造若返りによる力学的高機能化”, マルチスケール材料力学部門委員会 第73期第2回公開部門委員会 2025年3月.
7. 足立 望, 鈴木 隆之，榎園 知弥，藤井 洸太, 安部 洋平，石井 裕樹，戸髙 義一, “高圧ねじり加工によるLa系金属ガラスの構造若返り”, 日本金属学会2025年春期(第176回)講演大会 2025年3月
8. 谷口 慈英，椎原 良典，“変位・応力・結合解析：金属ガラスの応力緩和現象“, 第34回日本MRS年次大会2024年12月.
9. 山下 優衣, 岩下 拓哉, “荷電シリカコロイド水溶液の流れやすさを科学する ～コロイド帯電とイオン遮蔽～”, テクノカフェ大分2024 第10回高専・大学合同研究発表会 2024年12月.
10. 岩下 拓哉, 椎原 良典, “剪断弾性変形における金属ガラスの協働性の特定”, 第38 回分子シミュレーション討論会 2024年12月.
11. 山下 優衣, 岩下 拓哉, “電気伝導度測定による荷電コロイドの電荷とイオン強度の決定”, 第130回日本物理学会九州支部例会 2024年11月.
12. Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “Identifying and Characterizing Deformation Elements in Metallic Glasses through Molecular Dynamics”, The 11th Inernational Conference on Multiscale Materials Modeling 2024年9月.
13. Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “Exploring Plastic Deformation Elements in Metallic Glasses through Molecular Dynamics Simulations”, The 30th International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES2024) 2024年8月.
14. Ivan Lobzenko, Tomohito Tsuru, Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “Local Von Mises Stress Change in CuZr Metallic Glass as an Indicator of the Stress Response”, The 30th International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES2024) 2024年8月.
15. Bin Wu, Takuya Iwashita, “Collective Dynamics of Liquids in Space and Time”, The 30th International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES2024 2024年8月.
16. Shuoyang Xiao, Songlin Wang, Bin Wu, Takuya Iwashita, “De-Smearing of Sans Spectra Based on Artificial Neural Networks”, The 30th International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES2024) 2024年8月
17. Takuya Iwashita, “Dynamics of Liquids: From Excitations to Rheology”, The 30th International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES2024) 2024年8月.
18. 足立 望, 鈴木 隆之, 藤井 洸太, 榎園 友弥, 戸髙 義一, “金属ガラスの機械的構造若返りに及ぼす圧力の影響”, 一般社団法人粉体粉末冶金協会 2024年度春季大会 2024年6月.
19. 岩下 拓哉, “構造不規則系のレオロジーに対するミクロな視点”, 第9回マルチスケール材料力学シンポジウム 2024年5月.
20. 岩下 拓哉, “構造不規則系のミクロな『流れ』を科学する”, 公益財団法人稲盛財団3S交流会 2024年4月.
21. 岩下 拓哉, “脱塩下にある荷電コロイド分散系の粒子間相互作用パラメタの決定 −電気伝導度と化学平衡式の連携による現象論モデリング−“, 研究会「凝縮系の理論化学」 2024年3月.
22. 足立 望, 鈴木隆之，榎園知弥，藤井洸太, 安部洋平, 戸髙 義一, ” 高圧ねじり加工による金属ガラスの構造若返りに及ぼす加工条件の影響”, 日本金属学会2024年春期(第174回)講演大会 2024年3月.
23. Ivan Lobzenko, Tomohito Tsuru, Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita, “First-principles calculation of atomic stress in CuZr metallic glass under shear strain”, The 7th International Soft Matter Conference, ISMC 2023年9月.
24. 足立 望, 戸髙 義一, “構造若返りしたZr系金属ガラスの不均一構造評価”, 日本金属学会2023年秋期(第173回)講演大会 2023年9月.
25. 岩下 拓哉, “液体のダイナミクス:ソフトマターとハードマター”, 令和 5 年度高分子学会九州支部女性研究者創発フォーラム 2023年9月.
26. 岩下 拓哉, “動的素励起に基づく構造不規則系材料の変形機構”, 日本金属学会 2023年秋期(第173回）講演大会 2023年9月.
27. 足立 望, “微小力学応答に基づく金属ガラスの変形挙動解析”, 日本金属学会研究会No.82 微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング（招待講演）2023年8月.
28. 足立 望，戸高 義一，濱名 亮太，大村 孝仁, “構造若返りしたバルク金属ガラスの力学応答解析”, 日本金属学会 第172回春期講演大会 2023年3月
29. 濱名 亮太，足立 望，戸高 義一，大村 孝仁, “HPT加工を施したZr基バルク金属ガラスの力学挙動に及ぼす構造不均一性の影響”, 日本金属学会研究会 "微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング2022" 2022年11月.
問い合わせ先
問い合わせ先
anankeon.theory○gmail.com（○を＠に変換下さい）
Page updated
Google Sites
Report abuse