ナノマトリックス構造の形成によるエネルギー散逸の大きな高弾性エラストマーの創製

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ゴムとシリカナノ粒子から成る複合材料のナノ相分離構造を階層的に制御し、これまでに無い粘弾性を示すソフトマテリアルを創製することを目的とする研究を実施した。ゴムおよびシリカナノ粒子からなる複合材料を一軸伸長することにより、線形領域における応力と歪の関係を解析する。ゴムおよびシリカナノ粒子からなる複合材料は、万能試験機および粘弾性測定装置を用いて、歪1.0以下で繰り返し変形および回復を行う。永久歪が観察されない程度の歪で変形周波数を10^<-2>～10^2Hzとして試料を繰り返し変形および回復することにより、応力と歪の関係から貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を求めた。まず、貯蔵弾性率を周波数および歪に対してプロットし、貯蔵弾性率は直線的に増加するのか、クニック点が現れるのか、ジャンプするのか等を確認した。貯蔵弾性率が周波数および歪に対して直線的に増加することを確認し、直線の傾きをゴムのそれと比較した。次に、損失正接を周波数および歪に対してプロットし、損失正接が直線的に増加し、クニック点が現れることを確認した。ゴムおよびシリカナノ粒子からなる複合材料のナノ相分離構造は、TEMT法およびFIB-SEMにより、ナノメートルオーダーとマイクロメートルオーダーでそれぞれ3次元的に解析した。