2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study of functional protein material from a perspective of material science using a new method for measuring thermal conductivity
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18H03757
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高松 洋 九州大学, 工学研究院, 教授 (20179550)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 敬二 九州大学, 工学研究院, 教授 (20325509)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 熱伝導率 / 生体高分子材料 / DNA固体膜 / クモ糸 / 測定法 / 高機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度および事業期間延長で行った令和3年度の研究実績は以下のとおりである．
①DNA固体膜の測定:DNA固体膜の熱伝導率測定に成功した．実験は，直径100ミクロン，長さ10 mmの白金線をセンサとして用い，ITX法と名付けた独自の方法で行った．試料はDNA水溶液のキャスティング乾燥により作成し，厚さ約0.4 mm，幅0.6～1.2 mm，長さ2～3 mmの３つのDNA固体膜を準備して測定を行った．得られた熱伝導率の平均値は0.37 W/(m・K)であり，アモルファス状態のDNA固体膜の熱伝導率が他のポリマーよりやや高いことが明らかになった．また，測定時のセンサと試料間の接触熱抵抗が３つの試料の実験ごとに大きく異なるにもかかわらず，熱伝導率の測定値のばらつきがほぼ±10 %以内であった結果は，新しく考案したITX法が有効であることを示している．この成果は，Int. J. Heat and Mass Transfer, vol. 176 (2021) 121501に掲載されるとともに，2021年の日本熱物性学会賞を受賞した．
②クモ糸の測定:クモ糸の熱伝導率測定に成功した．測定は，直径10ミクロン，長さ11 mmの白金線をホットワイヤとして用い，T型センサ法と同様な原理で行った．試料はジョロウグモの牽引糸を異なる巻き取り速度で採取した3種類のクモ糸をそれぞれ11～13本ずつサンプルホルダーに取り付けて計7回測定を行った．熱伝導率の測定値には巻き取り速度の影響は認められず，平均値は1.9±0.3 W/(m・K)であった．したがって，既往の論文で報告されている数百W/(m・K)は誤りである可能性が高い．この成果はISTP32 (The 32nd International Symposium on Transport Phenomena, 2022)で発表した．
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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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