(理論面の)対象 | 格子欠陥のモデリングと解析:偏微分方程式の解析による金属合金、グラフェン、生体膜の欠陥の研究を含む。 AIによる設計と最適化:機械学習と遺伝的アルゴリズムを活用して設計と最適化プロセスを強化する。 |
(理論面の)目標 | しわのない膜のモデルを実現:JPL/NASAと共同で、人工衛星の展開構造への応用を目指し、液晶エラストマーを用いて開発。 全自動計算プラットフォームの構築:株式会社ダイセルと共同で、ラクトンの開環反応の最適化のために設計。 |
ここまでの成果/重要な発見 | 1) 液晶エラストマーをベースとしたシワのない膜のモデルを実現。JPL/NASAとの共同研究により、人工衛星の展開構造への応用を目指す。2) ラクトンの開環最適化のための全自動計算プラットフォームの構築。株式会社ダイセルとの共同研究。 |
これからの目標/現在取り組んでいる目標 | グラフェンフロックと膜の逆設計と最適化:これは、メソスケールの物理(連続体レベル)とナノスケールの反応の両方を制御することを含む。 ナノスイッチの設計:これは、3環化合物における開環反応を最適化することによって達成される。 |
応用上の成果/目標 | 触媒として応用するためのグラフェンの設計。ナノエレクトロニクス用ナノスイッチの設計 |
さらなる発展の可能性・方向性 | 有機環状化合物における開環反応の設計と最適化(応用例:創薬、ナノエレクトロニクス)。グラフェンのモデリングと設計。グラフェンと有機分子のバンドギャップ調整と最適化 高スループット計算と高次元化学空間の自動化および系統的探索の統合 |
Investigation of the fine microscopic features appearing in multifunctional materials and their interactions on the overall macroscopic properties is of strategic importance in the design of materials for engineering applications. From the theoretical point of view, the relevance of these problems lies in their association with systems of singular Partial Differential Equations and with Boundary Value Problems characterized by highly oscillating solutions. Traditionally, mathematical analysis has been mainly focused on the description of the asymptotic properties of the equations and the corresponding solutions as well as their implication on the physical model. Taking advantage of the variational structure of the problem, a series of mathematical tools and techniques has been created over the years using the language of functional analysis, geometric measure theory and PDEs. In my research, energy-minimization approaches are utilized, such as relaxation and Gamma-convergence, to characterize the homogenized engineering properties of soft and elastic crystals and shape-memory metal alloys, with a special emphasis on pattern formation and interaction with topological defects. Lately, tools from probability theory have been employed to model criticality and self-similarity occurring during a dynamical process related to the solid-to-solid phase-transformation of elastic crystals.
キーワード | PDEs, Calculus of Variations, Gamma-convergence, Materials Science |
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部門 | オーストラリア分室 |
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