2017 Fiscal Year Annual Research Report
磁性ナノクラスター流体のレオロジカルな刺激応答化とソフト・ロボティックスへの展開
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17H03404
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
阿部 浩也 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (50346136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 武士 大分大学, 理工学部, 准教授 (10372137)
名嘉 節 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (30344089)
鈴木 義和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁性粒子 / マグネタイト / メソクリスタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、磁気粘性(MR)流体の開発に取り組む。MR流体とは磁性粒子が分散した流体材料であり、磁場強度に応じてレオロジー特性が可逆に変化する。MR流体のレオロジカルな刺激応答性は、人の力触感を伝える装置や人間共存型ロボットなどのソフト・ロボティックスに応用できると期待されている。この磁性粒子に求められる機能として、磁場下では磁場配向して粒子鎖を形成できること、一方無磁場に戻すと磁化が緩和して再分散できることである。本研究では、これらを満たす粒子として磁性ナノ粒子が接合・集積した構造体（磁性ナノクラスター）に着目し、その合成法の確立、流体化プロセス手法の開発、およびその応用等を進める予定である。
本年度は申請者らの先行研究に基づいて、磁性ナノクラスター合成技術の開発を進めた。前駆体となる有機鉄化合物を塩化鉄（Ⅲ）と酢酸カリウムをエチレングリコール中で反応させることにより作製し、混合溶媒を用いる非平衡過程において、この有機鉄化合物から単分散性の高い球状マグネタイト粒子を得た。180℃・24hの条件で反応させた場合、平均粒子径550nmの球状粒子が得られ、この球状粒子は5nm程度の一次粒子から成る磁性ナノクラスターであった。さらに、この磁性ナノクラスターの構造解析によると、マグネタイトナノ粒子が結晶方位を揃えて接合・集積したメソクリスタルであった。MR流体の作製には、大量の磁性ナノクラスター粒子が必要である。次年度は大量合成に関して本合成法の高度化を進める。
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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
我々の先行研究に基づいて磁性ナノクラスターの合成法の開発を進めた。各種プロセス条件が磁性ナノクラスター構造、および磁気特性に及ぼす影響を調べるとともに、目的の磁性ナノクラスターが得られたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁気粘性流体（MR流体）の作製には、大量の磁性ナノクラスター粒子が必要になる。次年度は大量合成に関して本合成法の高度化を進める予定である。
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