材料物性維持・強度は約4倍、ブリヂストン×北大がゴム複合体開発

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ゴムの強度測定方法の概念図
  • ゴムの強度測定方法の概念図
  • ゴムの強度測定方法の概念図
  • ダブルネットワーク構造を取り入れたゴム複合体の概念図および製造プロセス
  • 原子間力顕微鏡位相像(左:制御でネットワークあり、右:制御せずネットワークなし)
  • 本プログラムで開発したゴムの強度・燃費特性の位置づけ
ブリヂストンは6月25日、北海道大学グン・チェンピン教授らとの共同研究で、低燃費性と高破壊強度を両立したゴム複合体を開発したと発表した。

今回の発表は、内閣府総合科学技術・イノベーション会議が主導する革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)の1つである「超薄膜化・強靭化『しなやかなタフポリマー』の実現」の一環としてブリヂストンが取り組んだ研究成果だ。

同プログラムでは、産官学連携により、革新的な強靭高分子複合体「タフポリマー」の開発を推進している。これまでにない高強度なゴム材料を実現できれば、耐久性能を維持したままタイヤの各部材をより薄くすることができ、省資源化と低燃費性能の向上につながる。2016年には、同プログラムにおいて、タイヤの燃費特性に寄与する材料物性を維持したまま、従来二律背反の関係にある強度を約4倍向上するゴム材料を開発した。

今回、ダブルネットワークと呼ばれる構造を用いることで、さらなる高強度化を目指した。ダブルネットワーク構造は、北海道大学のグン・チェンピン教授がタフポリマー化の手法として提唱してきた原理。ゲル材料などにて、劇的な強靱化の効果が実証されていたが、これまでゴム材料に適用された例はなかった。今回のプログラムでは、このダブルネットワーク構造をゴム材料に取り入れることで、タイヤの燃費特性に寄与する材料物性の向上と高強度化という、2つの相反する材料の性質を両立させることに成功した。

その結果、タイヤの燃費特性に寄与する材料物性を15%向上するとともに強度を約5倍に向上した全く新しいゴム材料を実現。現在、新規ゴム材料を用いたタイヤの試作・評価を行っており、2020年代前半の実用化を目指している。

なお今回の研究は、チェンピン教授のほか、東京大学 伊藤耕三教授、京都工芸繊維大学 浦山健治教授、理化学研究所 高田昌樹グループディレクター(東北大学 教授)、九州大学 高原淳主幹教授、九州大学 田中敬二教授、お茶の水女子大学 奥村剛教授、東京大学 梅野宜崇准教授、名古屋大学 岡崎進教授、東京工業大学 大塚英幸教授らと共同で行ったもの。

ブリヂストンなど、低燃費性と高破壊強度を両立したゴム複合体を開発 産学連携

《纐纈敏也@DAYS@レスポンス》

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