高分子材料の熱流動特性・機械特性に関する分子スケール設計Thermofluid and Mechanical Properties of Polymeric Materials

分子動力学（MD）シミュレーションを用いた架橋構造（crosslink）を有する
アモルファスポリマーの熱伝導特性の解析

航空機や自動車など産業的にも利用が始まっているCFRP等の高分子複合材料をはじめとした高分子素材の開発には，内部の分子スケール構造や相分離構造の制御によって，機械的・化学的特性のみならず熱流動特性を設計することが必要とされています．例えば，高温等の極限状態で利用される架橋構造を有する熱硬化性樹脂は，宇宙往還機表面に使われるアブレーション材料など，分子の内部構造の変化・崩壊に伴う機械的・熱的特性の変化を予測することが極めて重要な課題となっています．また，高分子樹脂の成形過程においては樹脂の流動性や熱伝導特性が成形された製品のクオリティに大きく影響することが知られています．分子スケールからマクロスケールに至るスケール複合的な解析手法やデータ科学・機械学習の技術を活用して，有用な熱流動特性や機械特性を有する高分子材料の探索・設計を目指しています．

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• Yutaka Oya, Gota Kikugawa, and Tomonaga Okabe, Clustering approach for multidisciplinary optimum design of cross-linked polymer, Macromolecular Theory and Simulations, Vol. 27 (2017), 1600072. doi:10.1002/mats.201600072
• Tomonaga Okabe, Yutaka Oya, Koichi Tanabe, Gota Kikugawa, and Kenichi Yoshioka, Molecular Dynamics Simulation of Closslinked Epoxy Resins: Curing and Mechanical Properties, European Polymer Journal, Vol. 80, (2016), pp. 78-88. doi:10.1016/j.eurpolymj.2016.04.019
• Gota Kikugawa, Tapan G. Desai, Pawel Keblinski, and Taku Ohara, Effect of crosslink formation on heat conduction in amorphous polymers, Journal of Applied Physics, Vol. 114 (2013), 034302. doi:10.1063/1.4813505