研究内容
当研究室は新研究領域の創出と，人類社会の課題解決、将来の産業基盤の育成を強く意識した世界トップレベル研究の創出を使命とする総合研究院に所属しています．このため，当研究室に配属された学生は，物質理工学院としての教育を受けるだけではなく，総合研究院の仲間として世界最先端研究やその社会実装にも携わることになります．世界を変えるかもしれない最先端材料研究とその応用に携わりたい学生を歓迎します．
新規形状記憶合金の研究開発
形状記憶・超弾性合金は，大きく変形しても加熱や力を取り除くだけで元の形に戻るユニークな挙動を示す機能性材料です．医療機器をはじめ，既に様々な場所で活躍していますが，当研究室ではさらに「安全」かつ，「高機能」な新規形状記憶合金の研究開発に取り組んでいます．特に，チタンをベースとした生体に安全な元素のみで構成された医療用形状記憶合金や，X線造影性を高めた金系合金の研究を世界に先駆けて行ってきました．これらの材料に関する世界最先端の研究を多くの国内外の大学・企業と共同研究を行っており，医療やエネルギー技術への貢献を目指して多数の新材料を発明しています．
最近の主な論文
磁場駆動アクチュエータ材料・複合材料
磁場で動く磁性形状記憶合金を用い，遠隔より「磁場」で操作できる人体に優しい樹脂との複合材料を研究しています．磁場により変位を制御できることから，通常の形状記憶合金 よりも高速で駆動できるアクチュエータとしても期待されています．この複合材料は当研究室で発明されたものであり，スペイン・バスク大学等と国際共同研究をしています．
最近の主な論文
- Large magnetostrains of Ni-Mn-Ga/silicone composite containing system of oriented 5M and 7M martensitic particles, Scripta Materialia, 2022.
- Bi-doping engineering of Ni-Mn-Ga polycrystals and resulting grain particles for smart Ni-Mn-Ga/polymer composites, Journal of Materials Research and Technology, 2023.
形状記憶合金単結晶を用いた基礎的研究
形状記憶合金の動作挙動を本質的に理解し，より優れた新合金の開発に繋がる知見を得るために，単結晶を用いた基礎的研究を行っています．形状記憶効果をもたらすマルテンサイト変態をはじめ，金属材料の変形・変態挙動を解明するためには単結晶を用いた研究が非常に強力な手段となります．当研究室で開発した新しい形状記憶合金をはじめ，様々な形状記憶合金の単結晶を浮遊帯域溶融法や金属3D プリンティングにより作製し，マルテンサイト変態挙動や変形挙動の解明に取り組んでいます．
最近の主な論文
- Plastic deformation behaviour of single-crystalline martensite of Ti-Nb shape memory alloy, Scientific Reports, 2017.
- New dislocation dissociation accompanied by anti-phase shuffling in the α ″martensite phase of a Ti alloy, Acta Materialia, 2022.
AI(深層学習, Deep Learning)を用いた2D・3D画像解析
材料の理解には微細組織の解析が不可欠ですが、人による画像解析は時間がかかり、再現性にも課題があります。特に、微細組織画像の3D化に伴い、これらの問題は一層顕著になります。そこで当研究室では、AI技術を活用し、深層学習(セマンティックセグメンテーション)を用いた2Dおよび3D画像解析に取り組んでいます。相分類や結晶粒界抽出などの解析をAIによって自動化することで、効率的な材料開発手法の構築を目指しています。また、これらの研究は情報分野の先生との協力のもと行っています。
