【安全性・システム・設計技術】 つくばセンター

【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