直接メタノール形燃料電池（DMFC）は、電力・燃料分野における重要な課題である。本研究では、ポリジフェニルアミンに固定化されたパラジウムナノ粒子と、ネットワーク構造を有する還元型酸化グラフェン（rGO/PDPA/Pd）ナノハイブリッド材料との新しい組合物であって、in situ化学反応法によって合成されたものについて説明する。塩基性媒体内で行われるメタノール酸化反応（MOR）において、rGO/PDPA/Pd電極触媒は優れた電気触媒活性、低い酸化電位（-0.1 V）、高い電流密度（2.85 mA/cm²）、優れたサイクル安定性（94%）および長い使用寿命（1200秒）を示した。注意すべきことは、rGO/PDPA/Pd電極触媒は、Pd/C電極触媒と比較して、正の酸化ピーク電位が負の方向に110 mV移動していることである。これらの結果は、rGO/PDPA/Pd電極触媒がDMFCの有効なアノード触媒として認識されていることを示している。

人々の知識欲の高まりに伴い、ニューマチックストラクチュアとニューマチックシステムの分野で多くの研究が展開されている。これらのニューマチックストラクチュアは、民間・軍事用の緊急用ニューマチックシェルター、工業用燃料・天然ガス貯蔵タンク、救命いかだ、救命ボートなどの製造と生産に大きなメリットを持つ。さらに、LTAシステムに基づく軽い船体構造体やレーダー用ニューマチックドームなど、防衛分野ではより高度な膨張装置が採用されている。ニューマチックストラクチュアの利点は、優れた機械的強度、軽量性、耐久性およびより小さい収容容積である。この特殊エラストマーは、耐候性、耐紫外線性、耐オゾン性、老化および酸化に対する安定性に優れているため、ニューマチックストラクチュアの開発において重要な役割を果たしている。また、ガスおよび蒸気に対する遮断性にも優れている。本総説では、本研究で選択した特殊エラストマーの構造と性質を最初に述べ、その後、高分子材料に基づくガス輸送構造を説明した。最後の部分では工業、国防と海上の応用に使用される各ニューマチックシステムの発展状況を重点的に紹介し、特にニューマチックデバイスの国防分野における高度応用に注目した。全体の総説研究では、ニューマチックシステムにおける特殊エラストマーの応用に関する各種の文献資料と発表された研究について概説した。本研究では主に特殊エラストマーの構造、性質とニューマチックストラクチュアの発展における応用を強調した。

連続結晶格子作製は、新たに導入された繊維強化熱可塑性複合材料の付加製造方法であり、必要な場所に材料を堆積させることができます。この技術の成功は、支持構造を用いることなく、材料が押し出され平面から堆積される前に、緩い連続繊維強化複合材料が引抜成形金型を介して引き抜かれるプリントヘッドにあります。しかし、混繊糸などの現在の先端複合材料原料には、熱可塑性繊維と強化フィラメントが混在する潜在的な繊維構造のため、実現可能な材質や部品サイズに限界があります。二成分混合繊維は、個々の強化繊維が熱可塑性シースで被覆されているので、これらの限界が克服されます。これにより、空隙率や材質に悪影響を及ぼす時間のかかる繊維含浸工程がなくなります。

本研究では、二成分混合繊維と市販の混合糸を用いて、異なる工程条件で製造された引抜押出材の材質を比較しました。ガラス繊維を50〜60vol%含有する直径5mmのポリカーボネート複合異形材を、異なる金型充填度、金型温度および引抜速度で引抜成形する試験を紹介しました。その結果、二成分混合繊維から得られた引抜押出材は、混合糸から同じ条件で得られた引抜押出材よりも空隙率が低いことが分かりました。これは、二成分混合繊維の場合は熱可塑性シースのコンソリデーションが主体であり、混繊糸の場合はダルシー流れが主体である二成分混合繊維のコンソリデーション機構の違いによるものと考えられます。

レーザー焼結は、自動車産業、ヘルスケア、消耗品などの分野でよく使用されている付加製造技術です。ポリマーレーザー焼結は、最終的な使用部品の製造に適した機械的性質を提供することに加えて、支持構造を必要とせず、より効率的な加工のために構造領域に部品を積み重ねるので、他の多くのAM技術よりも複雑な構造を製造することができます。理論的には、多くのポリマーはレーザー焼結で加工できます。しかし、実際にはそうではなく、信頼性の高い一貫した加工が可能なポリマーはごく一部しかないのが現状です。本文では、一連の有機および無機ナノ粒子の添加によるレーザー焼結ポリマーの加工性能、機械的性質および機能の向上に関する研究の進展について概説します。ナノ相の分散をはじめとする重要な課題と、これらの課題を克服するために開発された方法を研究しています。ナノ相の相対的な加工性能への影響と、重要なプロセスパラメータの重要性を検討しました。ナノ複合粉体の準備技術と部品の特徴付け技術の最新進展を総合的に述べました。レーザー焼結部品の最終的な性能とその潜在的な応用に焦点を当て、現在直面している課題と今後の研究の潜在的な方向性を議論しました。

現在見られているプラスチック廃棄物の環境影響の劇的な状況は、このような材料の内在的な特性と関連しており、プラスチックが廃棄物やゴミに転化した後も、その性質は本質的に変化しない。このようなプラスチックの特性は問題の一部を解決するのに役立つかもしれない。つまり再生によってプラスチック廃棄物を価値のある材料に変えることで、プラスチックごみの量を減らすことができる。2種類の非相溶性重合物の混合物は溶融混合、押出、冷間延伸、更にプレス成形あるいは射出成形を行い、重合物複合材料の生産に用いる時、ミクロフィブリル化複合材料（MFC）の概念に関わる。これは可能な重合物再生技術である。コカ・コーラのボトルのPETと低密度ポリエチレンを原料として、冷間延伸法により製造されたMFCは優れた機械的特性を有する。再生は環境に悪影響を及ぼすプラスチックの問題を解決するものではなく、逆にその解決を遅らせるだけであることを強調しておきたい。なぜなら、再生プラスチックは寿命末期になると再び廃棄物やゴミに転化するからである。

炭素繊維強化ポリマー（CFRP）は優れた軽量化の潜在力を有し、現代エネルギーおよび交通の面において鍵となる役割を果たすことができる。但し、炭素繊維の生産はエネルギー消耗が高く、コストが高い生産であり、同時に通常に使われる製造技術の廃品率が高く、破損部品の修復率は依然として限られている。そのため、受け入れられる費用収益と持続可能性を達成するために、全体的な再生方式が急務となっている。再生が挑戦的であるのは、真の再生、即ち、高性能複合体の中の繊維を再利用することで、比較的大きい繊維の長さを維持し、そして正確な繊維の定方向を保持する必要がある。これは繊維属性の最適な利用可能性と再生コストを可能な限り低くすることとのバランスを取る必要がある。このため、本論文では、廃棄物から炭素繊維を回収し、それらを新しいCFRP成分に加工する技術の概要についてだけでなく、プロセスまたは材料に関連する多機能を実現するために、再生炭素繊維をベースにした半製品の特定の性質を利用する異なる方法についても紹介した。これには準塑性変形特性（深絞りまたは曲げ糸束の敷設を実現する）を含み、繊維透過現象の低減、過飽和不織布の強力樹脂含浸および高エネルギー吸収を通じて表面品質を改善した。