機械部材・部品に用いられる材料に要求される性能は様々です。本研究室では金属(や合金、金属間化合物)、セラミックス、プラスチックに加え、これらの材料を巧みに組み合わせる複合化技術を駆使し、それぞれの材料単独では得られない特性を発現させ、多様なニーズに応える機械材料を創出すべく研究を行っています。特に普段の生活では考えられないような温度、圧力、雰囲気環境で用いることのできる極限構造材料の創出を目指しています。

　具体的には、CMC(Ceramic Matrix Composites)と呼ばれる航空機ジェットエンジンのタービンブレード用材料、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)と呼ばれる自動車・航空機・インフラ構造物に用いられる高性能・軽量材料の強度発現メカニズムや複雑怪奇な物理的損傷•破壊、化学的劣化の過程を定量的に理解し、社会実装を加速させるための研究を行っています。

　本研究室では不均質な複合材料の破壊や損傷を三次元で捉える実験技術、それらを元にしたモデリングと数値シミュレーションを行っています。これまでの実験を繰り返すアプローチも重要ですが、力、熱が加わったときに材料中に生じる変化をハイスループット計測し、一度の試行で大量の特徴量を取得できる新しい方法論の確立を目指しています。そのために、画像処理や機械学習を活用しています。

　複合材料は製造プロセスそのものが複雑でパラメータが無数に存在します。知識や経験に依存するモノづくりから脱却するとともに、複合材料の用途を拡大するには研究開発のコストを下げ、新規参入のハードルを下げる必要があります。当研究室ではCFDやMDといった計算科学を用いて、製造時に生じる現象の解明を試みています。

　これらは既存の材料に関する研究ですが、国際競走力を維持するには、既存材料の限界を超えた新規材料の創出することが不可欠です。10年、20年後を見据えた基礎研究にも取り組んでいます。その一例として、計算熱力学を用いた材料設計、分子動力学(MD)や密度汎関数理論(DFT)を利用した解析によるデータベースの構築などに取り組んでいます。

基礎から実用に至るまで幅広い内容に取り組んでおり、分野を横断した学際的研究、民間企業との積極的にも積極的に参加します。機械工学を専門とする方はもちろん、様々な興味関心、長所を持った方の参画を歓迎します。

研究内容に興味をお持ちの方はぜひコンタクト下さい。

• 井上がTokyo Innovation Baseで開催された大学発スタートアップセミナーのパネルディスカッションに登壇しました.
• SPring8での実験に参加しました.(4.10-4.13)
• 三菱ケミカル株式会社と筑波大学との共同研究が始まり, 取り組みが三菱ケミカル株式会社よりプレスリリースされました. 内容は日本経済新聞, 環境新聞, Monoistなどでも紹介されています.
• 卒業証書・修了証書授与式に参加しました. M2 5名, B4 2名が無事卒業・修了し、進学・就職されました. 新天地でのご活躍をお祈りします. (2026/3/23)
• 新B4が10名井上研究室に配属されました(メンバーを更新しました 2026/3/23). 
• 井上(PI)が第65回航空原動機・宇宙推進講演会で講演しました. (2026.3.9-11)
• 日本セラミックス協会2026年度年会@横浜国立大学にて講演しました. (M1倉田, M1斎藤, M1佐藤, B4鈴木, B4根来, 2026/3/5-7)
• M1の中間審査(ポスタープレゼン)が無事終了しました. (2026.02.27)
• 修士論文審査会が無事終了しました. (2026.02.20)
• 卒業論文審査会が無事終了しました. (2026.02.13)
• 河合塾みらいぶっくで研究室の取り組みが紹介されました. (2026.1.16)
• 産学連携機構長の山本誠先生のThe Japan Timesのインタビュー記事にて,(株)XMatの取り組みについて言及頂きました.

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