2020 Fiscal Year Annual Research Report
The Study of Nucleation Phenomena at the Template Interface and the Application for Production of Uniform Crystalline Particles
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18H01765
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
滝山 博志 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40251582)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 翔慈 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 助教 (50735008)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 晶析 / 鋳型界面 / 異相界面 / 共結晶 / 核化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
結晶性化成品製造では、所望の粒径でかつ単一分散な粒子群が求められる。そこで本研究では結晶化の場が限定された鋳型界面に着目した。結晶化には、核化プロセスと、成長プロセスがあるが、特に核化はその後の成長の推進力にも影響するため、より精密な制御が要求される。本来核化は確率論的な現象であるため、核化の制御は困難な課題とされてきたが、今回対象とした鋳型界面には、核化トリガーの機能が備わっており、その機能を充分に発揮されるような操作法を見いだすことで、単一分散な結晶粒子群をつくるためのブレークスルーが可能となる。過飽和溶液からの結晶化を考えた場合、過飽和が存在している限り、新たな核化の可能性は消えない。また、長時間にわたる核化は分布の悪化を引き起こす。すなわち、鋳型界面上でなるべく多くの核化を引き起こし、瞬時に過飽和を消費させるような操作ができれば、単一分散な結晶粒子群製造が可能となる。界面上の核化数を増加させるためには、鋳型界面上に限定した高過飽和を実現させることがキーテクノロジーとなるが、本研究では一度ラフに結晶化させた後に、それを昇温により溶解させることで界面付近のみに過飽和を存続させ、その高過飽和によって核化数を増加させることに成功した。いわば、界面を一度リセットすることで過飽和を残存させ、それを利用する手法である。この手法によって、従来の約４倍に核化数を増加することが可能となった。核化制御は近年注目されている新たな多成分結晶である共結晶でも重要な課題である。本年度は均質な粒子群製造を行うための一つの応用として、共結晶に対する核化制御も行った。結果、過飽和度と共結晶の粒径や凝集との関係に着目して検討した結果、核化条件と、共結晶の粒子群均一性などの粒子群品質との関係を整理できた。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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