2019 Fiscal Year Annual Research Report
ナノフルイドの高い流動性とカーン転移の相関に関する研究
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17H02943
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松原 弘樹 九州大学, 理学研究院, 准教授 (00372748)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | カーン転移 / 線張力 / ナノ粒子 / ナノフルイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、シリカナノ粒子を水‐ルチジン、及び、シクロヘキサン―メタノールからなの2液相からなる溶媒に分散させ、超音波法を使ってピッカリングエマルションを作成、その安定性の変化を温度の関数として測定した。水‐ルチジン系は下部臨界溶解点を、シクロヘキサン―メタノールは上部臨界点をもつため、臨界点に接近する過程で液液界面張力が0に近づき、シリカ粒子の脱着、及びそれに伴うエマルションの解乳化が起こる。
この解乳化温度がシリカ粒子の粒径にどのように依存するかを観察、界面張力をスケーリングして解析することで液液界面に吸着したシリカ粒子に働く線張力を評価した。昨年までの計算結果では、文献で予想されている線張力とオーダー１～２桁異なること、2つの実験系で臨界指数が一致しないなど本質的な問題が生じており、今年度は粒子濃度、溶媒組成などを変化させながら昨年までの実験結果を精査し、シリカ粒子、並びに、乳化液滴と分散媒の密度差を考慮に入れた解析を新たに提案した。これにより線張力は-10～-11乗Nの値で得られ、文献値（理論値）との一致は大きく向上した。現在、研究連携者のブルースロウ教授（カンザス州立大）とより詳細な解析を進めている。
結論として、液液界面に吸着したナノ粒子は、3相接触線に働く線張力の影響により、溶媒とナノ粒子の種類が同じであっても、ナノ粒子のサイズが異なることによって安定に乳化ができる温度領域に著しい違いが生じる。ナノ粒子が界面に吸着できなくなる温度領域では溶媒とナノ粒子の親和性が非常に高く、フロック凝集が起こらなくなっており、この温度領域では粒子濃度が高くても分散液の流動性が保たれる可能性が高いと考えられる。
現在、これらの結果をもとに、ナノ粒子高濃度分散系の低粘性（ナノフルイド）の特異性をナノ粒子の濡れ転移、溶媒とナノ粒子の相互作用という観点で論文にまとめている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
