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超微粒子の自己組織化を用いた界面放射特性の制御

Research Project

Project/Area Number 18656066
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

芝原 正彦  Osaka University, 大学院・工学研究科, 准教授 (40294045)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords超微粒子 / 自己組織化 / 放射 / 界面 / 伝熱 / 放射特性 / 分子動力学
Research Abstract

本研究では,「数十ナノメートルからサブマイクロメートルの超微粒子の界面付着密度変化と界面放射特性の関係を明らかにする」ことを研究の目的とした.本年度は,以下の3項目について実験ならびに解析の両面から研究を実施した.
(1) 超微粒子の壁面付着挙動・構造に関する分子動力学解析
超微粒子(炭素ナノ粒子)の壁面付着挙動に関する分子動力学シミュレーションのためのプログラミングを作成し,壁面の温度,超微粒子(ナノ粒子)の代表スケール,超微粒子(ナノ粒子)密度などをパラメータとして,分子動力学シミュレーションを行った.その結果,同一速度条件においては,超微粒子の粒子径が小さいほど表面に付着しやすいこと,超微粒子が表面に吸着した場合においても超微粒子は表面上を常に動いていること,が分かった.
(2) 超微粒子の特性とその自己組織化構造の関係の実験的観察
超微粒子(ナノ粒子)の材質(フラーレン,酸化銅ナノ粒子,アルミナナノ粒子)およびその懸濁溶液重量濃度をパラメータとした金属界面を作成した.作成した界面の微細構造を,走査型電子顕微鏡を借用して観察するとともに,通常の光学顕微鏡でも観察を行った.その結果,数マイクロメートルの凝集体が存在することは明らかになったが,実験条件を変化させても,完全に規則的なナノ構造を形成することができなかった.
(3) 超微粒子の表面処理パラメータと界面放射特性の関係の検討
上記(2)で作成した超微粒子付着界面に対して,その界面からの放射率特性を,分光器(ICCD付,ORIEL製MS257)ならびに借用した赤外分光器をカセグレン光学系に接続をした装置を用いて,その界面をマクロ触媒燃焼器によって加熱しながら放射特牲を計測した.その結果,超微粒子付着界面から放射された近赤外線強度が界面に超微粒子が付着することによって変化することが観察された.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] 固液界面の摩擦に対する界面微細構造の影響に関する分子動力学解析2007

    • Author(s)
      芝原正彦, 石田浩司
    • Journal Title

      日本機械学会論文集B編 第73巻728号

      Pages: 1077-1083

    • NAID

      110006250957

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A molecular dynamics study on the behavior of carbon clusters in a nano channel2007

    • Author(s)
      Kiyomori Kobayashi and Masahiko Shibahara
    • Journal Title

      Proceedings of ASPACC(2007) (CD-ROM)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 炭素ナノ粒子の堆積挙動に関する分子動力学解析2007

    • Author(s)
      小林清守, 芝原正彦, 中村摩理子
    • Journal Title

      第45回燃焼シンポジウム講演論文集

      Pages: 442-443

    • NAID

      130004729564

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] A molecular dynamics study on the behavior of carbon clusters in a nano channel2007

    • Author(s)
      Kiyomori Kobayashi, Masahiko Shibahara
    • Journal Title

      Proceedings of 6th Asia-Pasific Conference on Combustion (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental study on PAH and fullerene formation in a toluene and oxygen premixed flame at low pressure condition2006

    • Author(s)
      Tsubasa Shimizu, Masahiko Shibahara
    • Journal Title

      Proceedings of 6th Asia-Pasific Conference on Combustion (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外線を用いた小型発電システムのための小型触媒燃焼器の開発に関する研究2008

    • Author(s)
      大村豪, 慶田達哉, 瀬尾健彦, 安鐵朱, 赤松史光, 芝原正彦
    • Organizer
      日本機械学会関西支部 第83期定時総会講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府 豊中市)
    • Year and Date
      2008-03-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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