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研究者プロフィール
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栃木 栄太 准教授
TOCHIGI Eita

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専門分野

ナノスケール材料強度学

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価値創造デザイン推進基盤

革新的シミュレーション研究センター

マイクロナノ学際研究センター

大学院・専攻

工学系研究科 機械工学専攻

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関連キーワード
構造用材料, 力学特性, 格子欠陥, 原子構造, 透過型電子顕微鏡, その場観察
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プレスリリース
【共同発表】脆いセラミックス同士を組み合わせると 壊れずに変形するようになる現象を発見――強靭なセラミックス材料開発のための新たな設計指針を提案――（発表主体：大学院工学系研究科）
東京大学 大学院工学系研究科の吉田 英弘 教授、増田 紘士 講師、青木 勇太 大学院生、 #東大生研の栃木 栄太 准教授らによる研究グループは、脆くて壊れやすい高強度セラミックス同士を組み合わせて、微細な界面を形成することで、壊れず変形するようになる現象を発見しました。微細な界面の導入によって転位の運動が促進されるという、セラミックスの新たな変形メカニズムが見出されました。セラミックスの弱点である「脆さ」を克服することで、構造材料分野で大幅な用途拡大が期待されます。
トピックス
原子の観察におけるブレークスルー [UTokyo-IIS Bulletin Vol.13]
セラミックなどの工業材料は、どのように原子レベルで変形し、破壊するのか――。近年、破壊のメカニズムを原子のレベルで解明しようと、シミュレーション研究が盛んに行われてきました。しかし、シミュレーションの結果が妥当かどうかの検証には、原子の振る舞いを実際に顕微鏡で観察することが必要ですが、技術的な課題があり、長年困難とされてきました。そんな時、世界でも類を見ない研究成果を打ち出したのが、 #東大生研 の栃木 栄太 准教授です。透過型顕微鏡(TEM: Transmission Electron Microscopy)とMEMS(Micro Electro Mechanical Systems: 微小な電気機械システム)の技術を融合させて、原子レベル観察における最大の課題を解決。結晶材料が原子レベルでどのように変形し、壊れるかをリアルタイムで観察することに成功しました。
プレスリリース
【共同発表】セラミックス焼結のメカニズムを原子レベルで解明～粒界構造制御による新しい材料設計指針へ～（発表主体：大学院工学系研究科）
東京大学 大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原 雄一 教授、柴田 直哉 教授、馮 斌 特任准教授、魏 家科 客員研究員および #東大生研 の栃木 栄太 准教授のグループは、原子分解能の最先端走査透過型電子顕微鏡（STEM）と電子ビーム照射を組み合わせ、セラミックスの焼結のメカニズムを原子レベルで明らかにしました。焼結は粒界移動を伴うが、粒界移動のメカニズムが、粒界の種類（特殊粒界と一般粒界）によって全く異なることをはじめて実証しました。本発見により、焼結メカニズムや高温・応力下での変形挙動のメカニズムが明らかになり、最適合成条件、劣化挙動や寿命の予測など材料設計に有用な指針獲得が期待できます。
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