A03 応用:材料科学班

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)

武市泰男(大阪大学・ 大学院工学研究科 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)

岡本敦(東北大学・環境科学研究科 教授)

丹羽尉博(高エネルギー加速器研究機構 特別助教)