【安全性・システム・設計技術】 つくばセンター 次世代タイヤ材料の粗視化シミュレーション ナノシステム研究部門 ソフトマターモデリンググループ 森田裕史 連絡先:[email protected] 連絡先:[email protected] フィラー充填高分子材料 •ナノサイズの硬い粒子と高分子メルトを混合物 •ハイブリッド効果、補強効果等で適用を期待 タイヤ用高分子材料 架橋ゴム (ポリマー) + フィラー (CB、Si) = 低燃費(転がり抵抗)・高いグリップである 低燃費(転がり抵抗)・高いグリップ 環境適合タイヤ用の材料開発が急務 青: ポリマー 灰色: フィラー フィラー充填高分子材料の材料設計へ 階層構造の存在 ⇒特に、フィラー界面の構造、 フィラーの分散構造 • フィラー界面の効果 • フィラーの分散の効果 これらをシミュレーションしたい! フィラー界面効果を含む粗視化MDシミュレーション ポリマー中にフィラーが分散した構造中の 粗視化分子動力学シミュレーション 防衛大、慶応大、東京大学との共同研究 粗視化MDシミュレーションによって、フィラー充填 系における高分子鎖のダイナミクスについて、シ ミュレーションを行い、界面近傍の高分子鎖の動き を捉えることで界面の設計について議論する。 少数フィラー充填時の構造 多数フィラー充填時の構造 高分子材料シミュレーションシステム http://octa.jp プラットフォーム msec µsec GOURMET MUFFIN 多相構造シミュレーター SUSHI 平均場シミュレーター Nse c PASTA psec COGNAC fsec nm µm レオロジーシミュレーター 粗視化MDシミュレーター シミュレーションエンジン mm m 多数のフィラーを含む分散構造シミュレーション ポリマーブレンドの相分離構造中における フィラーの分散構造のシミュレーション http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20101203/nr20101203.html TDGL法等の相分離構造シ ミュレーション法に粒子のダイ ナミクスを組み合わせたシミュ レーション法を開発。混錬を 含むダイナミクスをシミュレー ションし、フィラーの分散を検 証する。 相分離初期の構造 関連情報 共同研究コンソーシアムの立ち上げ予定: 2012年 年4月~ 月~ 「ゴム・エラストマーにおける理論・シミュレーション基礎研究会」 相分離3次元構造 ネットワーク構造
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