2018 Fiscal Year Annual Research Report
The development spectroscopic method to observe 2D viscoelasticity of liquid surface with EMS system
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15K04722
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
細田 真妃子 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (40366406)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 粘性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はで、独自に開発した電磁駆動回転式（Electro-Magnetically Spinning、 以下 EMS）粘弾性計測システムを、液体の表面が有する 2 次元の粘弾性（表面粘弾性）を検出する手法として応用展開し、液体表面の分子単層膜の凝集状態をモニタリングする手法として確立することを目的とした。さらにこれを用いて、分子積層膜（LB 膜）の材料となる不溶性単分子膜の評価手法を確立するとともに、これまでほとんど有効な研究手段がなかった水溶液表 面に形成される可溶性表面単分子膜の力学物性計測を可能にする。最終年度となる本年は、2次元表面膜が有する粘弾性の周波数スペクトルを計測することを目的として、交流トルクを印加できる電磁駆動粘弾性測定システムを作製した。外部信号により回転数と回転方向が制御できるモーターにより永久磁石を往復回転駆動させ、これにより粘弾性プローブに交流トルクを印加する。プローブにはマーカーが記されており、その運動の振幅と位相から2次元膜の粘性及び弾性を算出する。この目的のために、マーカーの振動運動をビデオカメラで録画し、その画像情報からマーカーの重心位置を計算するソフトウエアを開発した。粘弾性の測定精度および対応可能な粘弾性の範囲を検証するために、粘弾性があらかじめわかっているゼラチン水溶液及びアガロース水溶液を参照試料として用い、そのゲル化に伴って現れる弾性率を温度の関数として測定した。その結果は粘弾性が測定可能なレオメータの上位機種で計測した値とよく一致することが確認できた。このビデオ測定システムは粘弾性のみならず、通常の液体が示す粘性の長時間連続モニタリングにも応用可能である。
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