| Project/Area Number |
22K18783
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 真吾 東京工業大学, 工学院, 教授 (40424808)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 電界誘起気泡 / 金属析出 / 反応性界面 / 酸化還元 / 機能性材料 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではこれまでにないプラズマ誘起気泡内における高速反応性界面を利用し(1)局所合金析出技術の創生(パーマロイや形状記憶合金など)，(2)局所電場勾配を作り出し電荷やイオンの流れを創生することを目標とする．また本システムが安定に機能しゲルや生体組織などのソフトな材料に機能性材料を直接埋め込んで機能の明確な返り値を返すセンサーとしての役目を司るようになること，またそのような知能化した材料が持続性を有して動き続けるためのパワーソースとしての局所電場勾配付与などの実現をめざしている．本研究提案での超高速非定常反応場を捉えて計測し，制御することは学術研究としての価値がひじょうに高いものとなり得る．
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| Outline of Final Research Achievements |
Over the two-year period 2022-2023, the conditions for deposition at the gas-liquid interface for local alloy deposition were narrowed down, and it was found that deposits were obtained according to the composition of the solution. The reason for this is that the reaction by the plasma-induced bubbles is a very fast reaction in the order of μseconds, so it is thought that the metal ions in the near vicinity are preferentially reduced, rather than those in the far distance, which have a smaller ionization tendency and faster deposition speed, suggesting that the metal ion content around the bubbles (gas-liquid interface) is dominant. This suggests that the amount of metal ions around the bubble (gas-liquid interface) is dominant. This is a characteristic that differs significantly from the conventional electrolytic plating method and is of great academic importance.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究において局所合金析出のための気液界面の析出の条件を絞り込み，溶液の組成に応じた堆積物が得られることを明らかにした．原因としてはプラズマ誘起気泡による反応がμ秒単位の非常に高速な反応であるため，遠距離に存在するイオン化傾向の小さい金属や堆積速度の速い金属ではなく，近距離に存在する金属イオンが優先して還元されたと考えられ，気泡（気液界面）周辺の金属イオン量が支配的であると示唆される．これは従来法である電解めっき法とは大きく異なる特性で，学術的に非常に重要である．
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