本研究室では、ジェットエンジンをはじめとする高温構造材料•コーティングや自動車•インフラ構造物に用いられる軽量複合材料を対象に研究を行っています。

研究室で行っている研究は、(1) 新しい材料を生み出す基礎研究, (2) 材料の特徴量を抽出するための計測•評価技術, (3) 開発した材料が「使える材料なのか」を検証する実用的研究に大別されます。

基礎研究においては、これまでの材料では難しかった機械的性質(強度や靭性)、熱的特性(熱伝導、熱膨張)を発現させることを目標としています。実験を基本としつつ、新たな機能発現のための材料設計には情報科学的アプローチが重要です。また、材料をどのように作るかも重要なトピックであり、試行錯誤を繰り返すアプローチからマルチフィジックスなどを活用したシミュレーションを有効活用しています。

計測・評価技術の開発においては、高温で生じる現象を直接捉えるための光学系を構築したり、トモグラフィーと画像処理、深層学習や機械学習を用いて材料固有の特徴量を抽出したり強度を予測する研究を行っています。また、材料試験から効率よく情報を得るためのハイスループット計測技術の開発によってDX化に寄与したり、材料の変形や破壊を定量的に理解するための4D計測•可視化技術の研究を行っています。

実用的研究では、疲労やクリープといった部品として重要な寿命や信頼性を評価したり、ジェットエンジンや大気圏再突入などの特殊な利用環境を模擬し、材料の振る舞いや劣化現象を解明することに取り組んでいます。マルチスケール有限要素法、化学反応を考慮したマルチフィジックスシミュレーションなど、解析と実験を組み合わせた研究も展開しています。