物質創製研究部

(生体材料学研究部門)

米永一郎 写真
教授 市坪 哲
   

構造制御で新機能を有する新材料の開拓

当部門の名称は現在は「生体材料科学研究部門」ですが、将来的には「構造制御機能材料」に関する部門に変更する予定です。当部門では、材料組織学、熱・統計熱力学、微視的弾性力学、電気化学などの学問に基づき、「材料組織構造を制御することにより新機能を発現する材料開発」を目指します。

  1. 蓄電池電極材料開発: LiやMgなどのキャリアイオンが挿入・脱離すると、新しい相に相転移し歪も生じます。そのような状況においても安定的に使用できる構造を有する材料開発に取り組んでいます。
  2. ガラス転移とその応用:ガラス構造は実はいろいろな階層レベルで不均一性を有します。この不均一性構造を制御することにより、新たなガラス物性の発揮を目指します。またDVD・Blu-rayなどに利用される電子系の結合様式を新たな方式でスイッチングさせる相変化材料の開発などに取り組みます。
  3. 合金の相転移を利用した材料設計:構造相転移などの外場構造制御による機能発現、チタン合金のω変態などの基礎的理解に基づく生体材料開発などに取り組みます。
相転移と歪、非晶質材料、マイクロメカニクス、電極材料学
マグネシウム蓄電池正極材料においてMgイオンの挿入に伴ってスピネル構造から岩塩構造に相転移する機構

マグネシウム蓄電池正極材料においてMgイオンの挿入に伴ってスピネル構造から岩塩構造に相転移する機構。スピネル構造中の16cサイトが空孔であり、そこにMgイオンが挿入されると、隣接する8aサイトカチオンが静電反発により16cサイトに移動して最終的に岩塩構造を形成する。

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