2018 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of the Design Basis on Nonlinear Electrokinetic Phenomena
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16K05650
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
杉岡 秀行 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (20769822)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面・界面 / 界面動電現象 / 電気泳動 / コロイド界面科学 / 非線形界面動電現象 / マイクロ流体システム / 流体MEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度において、一流紙であるJournal Fluid Mechanics (JFM)誌1本を含む4本の関連論文を掲載することができた。これにより、3年間でPhysical Review誌２本、JFM誌1本、他11本（合計14本）の論文掲載実績を得、本研究の目的である「非線形界面動電現象の基礎及びその設計基盤を確立すること」を着実に遂行・発展させることができた。特に、交付申請書に記載した「研究の目的」「研究実施計画」に照らし、次の結果を得た。
①非線形界面動電現象の基本問題を解明する目的に関し、イオンの立体効果を考慮したイオン濃度依存性の直接シミュレーションを初めて行い、高濃度での流速の減少はイオンの立体効果によるものではない可能性が高いことを明らかにし、目的を完了した[投稿中]。
②拡散イオン系の基礎基盤を確立する目的に関し、すでに当初の課題を完了している。
③非線形界面動電現象に影響する複雑な溶液/電極反応の解明に関して、Frumkin-Butler-Volmer（FBV)の式を用いた１次元系解析を経て、２次元系では電流モードで非線形界面動電現象が起こること予測してきた。この予測の展開として、静電遮蔽が不完全となるような高電圧下の拡散とFBV式を組み合わせた基礎式の確立が重要と考え、まず、静電遮蔽が不完全となるような高電圧の解析解を明らかにした[投稿中]。
以上より、当初の目的は、ほぼ完了できたと考えているが、JFM誌で明らかにしたように非線形界面動電現象には、熱流や温度勾配と関係した複雑な現象があり、さらなる展開が必要と考えている。
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