• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

光熱微小気泡がつくる散逸構造を利用した配向集積機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21K04744
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
Research InstitutionYamagata University (2023)
Kisarazu National College of Technology (2021-2022)

Principal Investigator

藤井 翔  山形大学, 理学部, 准教授 (90725425)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords移流集積 / 配線 / 配向集積 / レーザー誘起微小気泡 / マランゴニ対流 / 界面効果 / 熱運動 / 自己集積
Outline of Research at the Start

光熱によって誘起された微小気泡近傍の散逸構造を利用して,機能性ナノ材料の集積に基づくボトムアップ的なものづくりが国内外で展開されている.ナノロッドなどの形状異方性ナノ材料は配向を揃えて集積する事で機能が発現されるが,気泡の散逸構造を利用した配向制御は達成されていない.非平衡定常状態における三相界面近傍の『溶液の流れ』,『界面効果』,『熱運動』などの支配因子の程度と,分子や異方性ナノ材料の『大きさ』,『アスペクト比』,『柔らかさ』に対する配向集積にどのような関係があるのか?この疑問に対して本研究では,非平衡界面における形状異方性ナノ材料の配向集積と支配する因子について関係を明らかにする.

Outline of Annual Research Achievements

本研究では,光熱による微小気泡が形成する固体・液体・気体が交わる三相界面近傍における形状異方性ナノ材料の配向集積メカニズムの解明を目的とする.非平衡定常状態における三相界面近傍の『溶液の流れ』,『界面効果』,『熱運動』と分子や形状異方性ナノ材料の『大きさ』や『アスペクト比』,『柔らかさ』に着目し,非平衡界面におけるナノ材料集積現象の理解と制御を志向した学理の構築に取り組んでいる.
これまでに『溶液の流れ』についてモデル化に成功し,熱分布についても実験と計算から『熱運動』に関する物性情報を取得してきた.カーボンナノチューブを用いた『柔らかさ』に着目した実験においては,三相界面近傍では界面に沿うように集積する『界面効果』が見られ,集積状態の観察から『熱運動』の影響が示唆されていた.
本年度は柔らかい材料であるカーボンナノチューブの集積状態について,Image Jによる画像解析評価手法を確立した.界面の接線方向の角度を0°とし,0~30°を界面配向,30~60°をランダム,60~90°を流れ配向と定義した.三相界面近傍配向状態と界面から離れるにつれて配向状態の変化が示唆され,界面からの距離によって配向集積の支配因子である『溶液の流れ』,『界面効果』,『熱運動』の程度が異なる事を評価した.
共同研究により『大きさ』や『アスペクト比』制御に関する形状異方性ナノ材料調整の取り組みが進展した.現在はそれらをパラメータとして配向集積の評価を行っている.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

年度途中に代表者の所属研究機関の異動等があり,当初の研究計画において期間内に実施できない項目が生じた.

Strategy for Future Research Activity

時間的な制約により実施できなかった項目に取り組み,非平衡界面におけるナノ材料集積現象の理解と制御に関する知見をまとめる.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Nano-Sized Polyethylene Particles Produced by Nano-Second UV Laser Ablation2023

    • Author(s)
      Kanehara Ikuna、Yamashita Hiromasa、Fujii Sho、Kimura Tsuyoshi、Yamamoto Masaya、Tanabe Tadao
    • Journal Title

      Lasers in Manufacturing and Materials Processing

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: 389-399

    • DOI

      10.1007/s40516-023-00214-9

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nano-confined electrochemical reaction studied by electrochemical surface forces apparatus2022

    • Author(s)
      Kasuya Motohiro、Kubota Daiki、Fujii Sho、Kurihara Kazue
    • Journal Title

      Faraday Discussions

      Volume: 233 Pages: 206-221

    • DOI

      10.1039/d1fd00060h

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Incorporation of Co2+, Cu2+, and Zn2+ ions into nickel oxide thin films and their enhanced electrochemical and electrochromic performances2022

    • Author(s)
      Ho Kim Kyung、Sho Fujii、Yoshio Abe
    • Journal Title

      International Journal of Electrochemical Science

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 220125-220125

    • DOI

      10.20964/2022.01.39

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of ultralong liposome tubes by membrane fusion beneath a laser-induced microbubble on gold surfaces2022

    • Author(s)
      Kojima Chiaki、Noguchi Akemi、Nagai Tatsuya、Yuyama Ken-ichi、Fujii Sho、Ueno Kosei、Oyamada Nobuaki、Murakoshi Kei、Shoji Tatsuya、Tsuboi Yasuyuki
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 7 Issue: 15 Pages: 13120-13127

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c00553

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] レーザー誘起マイクロバブルによるナノ材料の配向集積2024

    • Author(s)
      藤井 翔
    • Organizer
      日本金属学会2024年春期第174回講演大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 赤外光~サブテラヘルツ光を利用した分析:マイクロプラスチックやコンクリートを対象に2023

    • Author(s)
      藤井 翔
    • Organizer
      第39回緑陰セミナー(主催:日本分析化学会北海道支部)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Characterization and Application of Laser-Induced Microbubbles2023

    • Author(s)
      Sho Fujii
    • Organizer
      iCANX Youth Talk vol. 43
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Characterization of Laser-Induced Microbubbles and Its Application to Capture and Analysis of Nanoplastics2023

    • Author(s)
      Sho Fujii
    • Organizer
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 近赤外レーザーやレーダーを利用した分解・劣化材料の分析2023

    • Author(s)
      藤井 翔
    • Organizer
      大阪公立大学理学部化学科談話会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 光制御によるナノ粒子集積とデバイスプロセス応用2022

    • Author(s)
      藤井翔
    • Organizer
      日本金属学会2022年秋期第171回講演大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Laser-Induced Microbubbles for Oriented Accumulation of Anisotropic Materials2022

    • Author(s)
      Sho Fujii
    • Organizer
      IUMRS-ICYRAM 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] iCANX Youth Talks vol. 43

    • URL

      https://wx.vzan.com/live/page/2024558276?v=1715560470000&jumpitd=1

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi