2017 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of particle size dependence of electrophoretic mobility under various applied voltage conditions and its application to wet classification
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16K18281
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
深澤 智典 広島大学, 工学研究科, 助教 (00589187)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / 電気泳動 / 粉粒体操作 / 分級 / 化学工学 / ゼータ電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、サブミクロンから数ミクロン領域の粒子の電気泳動現象について、種々の印加電圧条件下に見られる電気泳動速度の粒子径依存性を実験により明らかにし、既往の電気泳動理論の補正・拡張を目指す。さらに、得られた知見を湿式分級に応用し、印加電圧を分級点の操作因子とした新規の高精度湿式分級法を提案する。これにより、学術上の発展のみならず、産業・社会へも貢献する。具体的な研究目的は、以下である。
Ａ. モデル粒子を用いた種々の印加電圧条件における電気泳動速度の粒子径依存性の評価・解析
Ｂ. 試験用粉体を用いた種々の印加電圧条件における電気泳動速度の粒子径依存性の評価
Ｃ. 印加電圧を分級点の操作因子とした湿式分級の効率評価
平成２９年度は、直交電気泳動法の原理を利用した小型の湿式分級装置を作製し、印加電圧を分級点の操作因子とした湿式分級の効率評価を行った。モデル粒子としてポリスチレンラテックス粒子（直径：0.6, 1.0, 3.9 μm）を、分散媒としてCsCl水溶液（1 mM）を用い、各粒子のスラリーを調製した。まず、作製した分級装置を用いて粒子径毎の分離性能を評価した。印加電圧を低下していった際、3.9 μm粒子と比較して、0.6, 1.0 μm粒子では分離性能が著しく低下していった。これは印加電場の低下による電気泳動速度の著しい減少に起因すると考えられる。次に粒子径の異なる2種類の粒子の混合スラリーを用いた分級試験を行った。0.6 μmと1.0 μm粒子混合スラリーに比べて1.0 μmと3.9 μm粒子混合スラリーは印加電場を操作したときの中位径の変化が著しかった。中位径の減少は、より大きな粒子が相対的に多く移動したことを意味している。この結果は粒子径毎の分離性能の結果に基づく予測と一致した。以上より印加電場の操作による電気泳動湿式分級が可能であることが示された。
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