早稲田大学の松原真己准教授らの研究グループは、ゴム材料の内部構造及び動的挙動と減衰特性にどのような関係性があるのかを調査。ストロボ効果を利用した動的条件下でのX線ＣＴ撮影技術（動的Ｘ線ＣＴ）を開発して、動的Ｘ線ＣＴと動的粘弾性試験を同時に実施する実験方法を構築し、ゴム材料の内部構造と減衰特性の関係を分析した。心臓のような繰り返し変形するようなものであれば、生体の動的エックス線ＣＴ撮影も可能となる技術。寺ヘルツ波を用いたＣＴ撮影など、材料に限らず、医療・バイオ関連分野への応用も期待される。

研究では、動的粘弾性試験では材料が繰り返し変形することに着目。加振周期、ＣＴ回転ステージの回転速度、ＣＴ画像用のカメラのシャッタータイミングを制御することでストロボ効果を利用した撮影手法を開発した。そして、大型放射光施設「ＳＰｒｉｎｇ－８」に、新たな小型動的粘弾性試験を導入し、動的粘弾性試験と動的Ｘ線ＣＴによる同時計測を実現しました。

この撮影技法が有効であるか確かめるため、制振材としてよく利用されるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）に、球状、板状の形状をもつ酸化亜鉛（ＺｎＯ）を複合化した試験片を用意し、動的Ｘ線ＣＴを実施した。

ＺｎＯは安価かつ形状の種類が多く、複合材（微粒子）としてよく利用される。静的及び動的条件下のＣＴ画像を比較した結果、動的条件下の内部構造を可視化できたことから本研究で開発した動的Ｘ線ＣＴが有効であると分かった。

ＣＴ画像からμｍオーダーの空間でひずみを算出した結果、複合化する微粒子形状の違いによって材料内部のひずみが不均一になること判明している。板状ではひずみの大きさにばらつきがあり、不均一な変形が起きている。このように、ミクロな動的挙動の特徴を捉えることが可能となった。

研究グループは今後の課題として「動的挙動からエネルギー散逸に関わる情報を抽出することが課題となっている」と説明している。