| Project/Area Number |
22K18891
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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 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Fujii Syuji 大阪工業大学, 工学部, 教授 (70434785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 尚之 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (80344133)
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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: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | 泡 / 接着 / 高分子粒子 / 界面 / 刺激応答 |
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| Outline of Research at the Start |
粒子が表面を覆うことで安定化した泡（内部に空気を含有するカプセル）を刺激応答性接着剤として捉え、応力印加によるカプセル崩壊・空気漏出が誘起する空気による基材の架橋に基づく水中接着技術を実現する。具体的には、まず「ぬれの化学」に基づき、基材の表面化学（親水性・疎水性バランス）と泡の基材への吸着性・ぬれ性の相関関係を解明する。さらに、接着部位の構造評価、および接着力の実測値とラプラス圧から算出される理論値の比較を行い、接着性発現メカニズムの解明に取り組む。無尽蔵の材料である空気を「水中接着剤」として捉え、新たな接着科学の開拓に挑戦する点で大きな意義がある。
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| Outline of Final Research Achievements |
Based on the "wetting chemistry" the research was conducted to elucidate the correlation between the surface chemistry of the substrate (hydrophilic/hydrophobic balance) and the adsorption of the air bubble to the substrate. We also utilized particle-stabilized bubble as a stress-responsive adhesive and tried to realize a stimulus-responsive underwater adhesion technology. As a result, the following points were clarified. (1) The adsorption of the bubble improved as the hydrophobicity of the adherend increased. (2) The adherends were successfully bonded by the collapse of the particle-stabilized bubble and leakage of air. (3) The mechanism for adhesion phenomena using particle-stabilized aqueous bubble was clarified.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、基板の表面化学と泡の吸着性・形状の相関関係を解明し、目的箇所における任意タイミングでの接着を可能にする新規水中接着技術の開拓を目的とした。空気を「水中接着剤」として捉え、新たな接着科学を開拓した点で大きな意義がある。本研究課題で研究した接着技術は、空気を接着剤として使用するため環境適応型・簡便であり、表面に凹凸がある基材に対しても、空気がぬれ広がることで接着が可能になると期待でき、接着可能な基材の対象が広い。空気泡を用いた接着現象の理解が進むことは、様々な科学技術・日常生活の問題への解決に貢献し、各学術分野に変革をもたらす可能性を含んでいる。
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