研究課題名
データ記述科学を用いた材料解析とそのイノベーション展開
概要
材料のマクロ特性の発現・劣化の反応起点（trigger sites）を見つけるために，材料中の組織や化学状態の不均一性をX線分光顕微鏡で観察する．得られた多次元データ（=3D組織+エネルギー+反応軸+etc）に対して，数理探索班が開発する高次元可視化法や，基礎研究班が取り組む最適輸送理論等を応用して，効率的に可視化する技術を開発する．具体的な材料応用として社会インフラ構造材料の劣化・破壊，およびエネルギー関連材料 （電池）の機能発現につながるtrigger sitesの特定に挑戦する．前者については，X線分光顕微鏡による観察結果（不均一構造データ）に対して数理探索班が開発する拡張型パーシステントホモロジーを応用し，破壊につながる「かたち」を抽出することでそのtrigger sitesを特定する．後者については，充放電サイクルに伴う不均一構造の変化を可視化し，基礎研究班が開発する不均一階層構造の解析や材料TDAを応用して時間・空間・エネルギー状態における「うごき」として理解することで，電気化学機能発現のtrigger sitesを解明する．
参加メンバー
研究代表者
木村正雄（高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所 教授）
研究分担者
稲田康宏（立命館大学・生命科学部 教授）
岡本敦（東北大学・環境科学研究科 教授）
武市泰男（大阪大学・工学研究科 助教）
研究協力者
赤木和人（東北大学・材料科学高等研究所 准教授）
Gao Xichan（東北大学・材料科学高等研究所 助教）
丹羽尉博（高エネルギー加速器研究機構 助教）
城戸大貴（高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所 特別助教)
Meyrene Uy（高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所 研究員）