2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of solid-liquid phase change characteristics of nanoparticles and creation of innovative latent heat storage material
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17K06179
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
麓 耕二 青山学院大学, 理工学部, 教授 (50259785)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 相変化 / ナノ粒子 / 潜熱蓄熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はナノ粒子の固液相変化現象に着目し，ナノ領域における超微細物質の相界面特性の解明とナノ物質による熱エネルギー貯蔵機能創発の可能性を探ることを目的としている．具体的には，ナノ粒子の相変化に伴う粒子界面の基礎学理に着目し，特殊超微細計測デバイスを利用することにより，ナノ粒子の固液相変化特性を明らかにすることを主たる目的としてしている．
研究期間の最終年である本年度は，ナノ粒子の相変化特性と表面物理の把握を実施した．具体的には，長期安定性を有する相変化ナノエマルションの生成プロトコルを明らかにした．さらにマイクロ蓄熱システムの開発を目的としてマイクロ流路及び小型熱交換器を設計した．一方，相変化ナノエマルション研究を通して得られた知見を基に，あらゆる利用温度域を選択でき，かつ革新的な熱移動特性を得るための手法として，PCMと磁性材料をドーピングしたマイクロカプセル生成方法に関する基礎的研究に取り組んだ．具体的には，感温磁性流体と可視化塗料を液中乾燥法によってポリIBM中に封じ込めたマイクロカプセルを作成し，カプセルへの磁場付与による伝熱面近傍への偏流の状況を可視化することに成功した．今後，相変化ナノエマルションで得られた各種知見を基に，同カプセル内にPCMを包含した機能性カプセルを生成するするこで，本研究課題の主たる目的である機能性流体の実現させる予定である．
これらの成果は，今後，熱エネルギー利用の高効率化に寄与し，例えば，モビリティ・サーマルマネージメントに必要な革新的潜熱蓄熱材料の創生に大きく寄与する．
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