| Project/Area Number |
23K21042
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| Project/Area Number (Other) |
21H01643 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
天神林 瑞樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 独立研究者 (20815980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉手 亮多 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 独立研究者 (70812759)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 撥水 / 液体膜 / ナノ粒子 / 捕集膜 / メンテナンスフリー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は,環境を汚染する微小固体捕集に向けた吸着表面材料開発を行う.既存の吸着表面は微小固体が一度付着すると吸着性を失う課題がある.本研究では微小固体の付着性と滑落性を両立する表面を設計する.ターゲット微小固体が表面に吸着し,滑落・捕集され,吸着可能表面が再露出するサイクルのメンテナンスフリー微小固体捕集技術を開拓する.この骨子は代表者の固体物質の付着・滑落性を両立できる液体膜の精密制御である.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は微小固体の補集機構の検討を行った。シリコーン吸着膜による低摩擦液体膜表面の基板エッジ近傍にはマイクロスケールの膜厚勾配が形成されており、この近傍では液滴・微小固体の自発輸送現象を確認した。３Dプリンターやガラス加工技術を駆使し、エッジの形状をデザインすることで自発輸送の方向や距離を自在に制御することに成功した。さらにカンチレバーを用いたナノ摩擦測定系を用いてエッジ近傍での自己駆動力の定量化を行い、液体膜のパラメーターと理論的な相関を見出した。この成果は現在論文執筆中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度の達成目標である微小固体の捕集に向けた微小固体の自発輸送現象を確認し、自発輸送を得るための固体の材質を明らかにした。
得られた研究成果を国内学会２件、国際シンポジウムおよび国際学会２件で発信しているため、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は当初の予定通りPhase 4: マイクロプラスチック・PM2.5捕集技術の開発による概念実証に着手する。微小固体の輸送対象をプラスチック類・無機塩類・金属類とし、液体表面エンジニアリングにより界面エネルギーを調整する。得られた知見を元に材料を最適化し、微小固体の輸送現象の可視化を行い、画像解析によりその実効性を確認する。
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