フランツ＝ヨーゼフ・ウルム

フランツ＝ヨーゼフ・ウルム（1964年3月9日^{[ 1 ] 、}西ドイツ、バイエルン州フュルト[ 2 ]生まれ^）は、構造エンジニア、工学科学者であり、1999年から教授を務めて^{いる[5]。彼はマサチューセッツ工科大学（MIT）の土木環境工学教授[1][ 6]であり、コンクリート}持続^可能性^{ハブ（CSHub@MIT）の学部長[6]} [ 7 ^{]でもある。彼は}、^{コンクリート}の結合相であるケイ酸カルシウム水和物（CSH）のナノ粒状構造の発見と、^{高度なナノ力学実験と分子シミュレーション結果を組み合わせ}た^{コンクリートのナノ}エンジニアリングの概念の開発で知られている。彼は、環境的に持続可能な工学^{[ 8 ]}、CO2排出量の少ない「より環境に優しい」^{[ 2 ] [ 8 ]}コンクリート^[ ₁ ^{] [ 2 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]を提唱し、}コンクリートの炭素排出量を削減し、コンクリートの耐性を高め、地球温暖化への影響を軽減しようとしています。

ウルムは、構造エンジニアであるウド・ウルムとヘルタ・ウルムの息子として、バイエルン州フュルトとエアランゲンで育った。エアランゲンの外科病院で看護師として兵役を務めた後、ミュンヘン工科大学で土木工学を学び^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}、1990年に「Diplom Ingenieur (Bauingenieur)」(修士号相当)の学位を取得して卒業した^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。ミュンヘンでの学業を終える前に、交換留学生として国立土木学校[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}に派遣され、パリの中央土木工学研究所（LCPC 、現在のIFSTTAR ）で修士論文を完成させた。彼^は国立土木学校で研究を続け、LCPCで研究助手として働き、1994年1月にENPCから材料と構造を専門とする工学博士号（Ph.D.に相当）を取得しました^{。この間、彼はオリヴィエ・クーシー}と緊密^に協力し^{、クーシー}の^著書「^{多孔質連続体の}力学」の英語翻訳に取り組みました。^{[ 12 ]ウルム}と^{クーシーの共同研究により、連続体化学力学理論[ 13 ]が}開発され、^{ウルムと共同研究者によって、革新的な橋梁やトンネル用途の大規模コンクリート構造}物に関連する初期コンクリートとコンクリートひび割れのリスク評価に適用されました^{。[ 14 ]}アルカリシリカ反応によるコンクリート構造物の早期劣化の予測、^{[ 15 ]}および原子力廃棄物貯蔵用途に関連するコンクリートのカルシウム溶出の有害な影響。^{[ 16 ]}1996年、彼はフランス公共事業省の研究員（Chargé de Recherche）に就任した。LCPC在職中は、コンクリートおよびコンクリート複合材の挙動とモデリングの研究グループの責任者を務めた。1998年、^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}彼はエコール・ノルマル・シュペリウール・ド・カシャン^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}から、コンクリート材料および構造物の化学力学に関する教授資格論文で教授資格を取得した。 ^{[ 17 ]}

ウルムは1999年1月にMITに加わり、セメント系材料、頁岩、骨の実験的なナノおよびマイクロ力学を専門とした。^{[ 18 ] [ 19 ]}研究グループとともに、水和ナノ複合材料の統計的ナノインデンテーション技術を開発した。これは、統計分析によって、数十ナノメートルの長さスケールでの化学と機械的挙動を関連付けることができるインデンテーション技術である。^{[ 20 ]} 2007年、彼のグループは、ナノスケールのセメント系材料が粒子間の接触力によって駆動されるナノ粒子挙動を示すことを発見した。^{[ 21 ]}このナノ粒子起源は、長期クリープ挙動^{[ 22 ]や耐火性[23 ]}など、セメント系材料の強度と耐久性性能の大部分を駆動することがわかった。頁岩^{[ 24 ]や骨にも同様のナノ粒子性質が}見られた。^{[ 25 ]} 2008年、彼は物理学者と計算材料科学者のグループと協力し、実験的なナノインデンテーション調査とセメント水和物の分子およびメソスケールのシミュレーションを組み合わせた。^{[ 26 ] [ 27 ]}具体的には、CNRS研究ディレクターでありMITの上級研究科学者であるローランド・ペレンクとの共同研究により、コンクリートの結合相であり、工学的スケールでコンクリートに強度と耐久性を与えるケイ酸カルシウム水和物の分子構造が特定された。ガラス物理学^{[ 28 ]}とソフトマター物理学^{[ 29 ]}の概念をセメント科学に組み込むことにより、ウルムと共同研究者は、分子組み合わせアプローチによって、コンクリートの基本的な強度は、構成要素であるカルシウム、シリカ、水の化学を変えることなく向上させることができることを示した。^{[ 30 ]}分子シミュレーション技術とナノスケール実験の融合は、住宅、シェルター、インフラの基盤材料としての役割を維持しながら環境負荷を低減するという、コンクリートの持続可能性に関する課題に取り組むための新たな道を開きました。^{[ 31 ]}この課題は、2009年にMITにコンクリート持続可能性ハブ（CSHub@MIT）が設立されるきっかけとなりました。この革新的な産学連携は、ポートランドセメント協会（イリノイ州スコキー）、全米生コンクリート協会（メリーランド州シルバースプリング）の間で行われました。）そしてMITは、材料から構造物、都市コミュニティ規模に至るまで、コンクリートの環境負荷を低減しつつ、その回復力を高めることを目指している。^{[ 32 ] [ 33 ]}

2024年現在、ウルムは大規模エネルギー貯蔵向けに開発されている技術であるカーボンセメントスーパーキャパシタに取り組んでいます。単純なセメント材料とカーボンブラックからスーパーキャパシタを作成するという基本概念は実証されていますが、この技術は実用化には程遠いものです。^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

他の形態のバルクエネルギー貯蔵と比較して、提案されている炭素セメントスーパーキャパシタ材料は高い電力密度を持つだろう。

• 2002年 ロバート・レルミット・メダイユ、リレム^{[ 37 ]}
• 2005年ウォルター・L・ヒューバー土木工学研究賞^{[ 3 ] [ 5 ]}
• 2010年コロンビア大学でのモーリス・A・ビオ講演^{[ 38 ] [ 39 ]}
• 2011年スティーブン・ブルナウアー賞、アメリカ陶芸協会^{[ 40 ]}
• 2012年セオドア・フォン・カルマン・メダル、アメリカ土木学会^{[ 4 ]}
• 2013年最優秀論文賞 2012年: Acta Geotechnica ^{[ 41 ]}
• 2013年工学力学研究所フェロー^{[ 42 ]}
• 2013年エンジニアリングニュースレコード優秀賞^{[ 43 ]}
• 2014年、欧州科学芸術アカデミーの会員に選出^{[ 44 ]}
• 2022年、全米技術アカデミー会員に選出^{[ 45 ]}