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2007 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ・マイクロレベルの革新的熱物性センシングとその応用

Research Project

Project/Area Number 19106004
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

長坂 雄次  Keio University, 理工学部, 教授 (40129573)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斎木 敏治  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70261196)
田口 良広  慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (30433741)
Keywords熱物性センシング / 高空間・時間分解能 / レーザー計測技術 / マイクロ・ナノスケール熱工学 / 熱・物質移動
Research Abstract

平成19年度は以下に挙げる要素技術の開発を行い、具体的な成果を得た。
1.近接場蛍光熱顕微鏡の開発:試料にナノレベルで分子修飾あるいは分散させた蛍光粒子を近接場プローブで励起検出することで温度分布を光の回折限界を超えた高い空間分解能で測定する要素技術を構築した。
(1)安定化CWレーザーを用いた微弱な近接場蛍光を高感度に検出するシステムを構築し、近接場領域の蛍光寿命を測定する技術を構築した。ナノ蛍光粒子の蛍光寿命-温度依存性を明らかにした。
(2)ナノスケール温度分布の計測ツールとして、近接場光学顕微鏡プローブを用いた蛍光相関分光法の開発に着手した。100〜200nmの開口プローブにて十分なSN比を確保し、直径20〜100nmの蛍光ビーズを用いたデモ測定に成功した。また通常の光学顕微鏡ベースの蛍光相関分光法の応用として、加熱金粒子近傍の温度分布マッピングを試みた。
2.フォトサーマル赤外検知法の開発:試料を高速に周期加熱することによって、ナノ・マイクロレベルの固-固界面における温度波干渉を直接観察し、ナノ機能性材料の熱伝導率、温度伝導率、界面熱抵抗をセンシングする要素技術を構築した。
(1)高速周期変調レーザーを用いた周期加熱システムを構築し、薄膜の熱物性測定が可能となった。
(2)SWNT-PMMA複合材料およびBi2Te3の測定を行い、システムの妥当性を確認した。
3.リプロン表面光散乱法の開発:気-液界面に存在する分子の熱揺らぎに起因した微細な表面波(リプロン)を高感度に測定することで、表面粘弾性質を高精度に測定可能な分子振動センシング技術を構築した。
(1)高出力レーザーと高精度スキャンシステムによるリプロン波長スイープ技術を構築し、3〜500μmの広範なリプロン波長を選択することが可能となった。
(2)混合状態変化および分子吸着による表面粘弾性質変化を検出することに成功した。

  • Research Products

    (26 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (21 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Miniaturized optical viscosity sensor based on a laser-induced capillary wave2008

    • Author(s)
      Y.Taguchi
    • Journal Title

      J.Opt.A:Pure Appl.Opt 10

      Pages: 44008-44013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental study on in-situ viscosity measurement of milk fermenting to yogurt by laser-induced capilary wave method2008

    • Author(s)
      H.Iwashima
    • Journal Title

      High Temperatures-High Pressures 37

      Pages: 51-60

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レーザー誘起表面波法による粘性率および表面張力測定の研究(逆問題解析手法の開発)2007

    • Author(s)
      岩島 裕美
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(B編) 73

      Pages: 1892-1898

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of atmosphere on the surface tension and viscosity of molten LiNbO3 measured using the surface laser-light scattering method2007

    • Author(s)
      Y.Nagasaka
    • Journal Title

      J.Cryst.Growth 307

      Pages: 51-58

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Novel optical viscosity sensor using laser-induced capillary wave2008

    • Author(s)
      A.Ebisui
    • Organizer
      MOEMS-MEMS2008(Part of SPIE Photonics West)
    • Place of Presentation
      San Jose, California USA
    • Year and Date
      20080119-24
  • [Presentation] 分子配向及び固定化プロセスにおける熱伝導異方性センシングに関する研究2007

    • Author(s)
      石井 秀和
    • Organizer
      日本機械学会熱工学コンファレンス2007
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20071123-24
  • [Presentation] レーザー誘起表面波法を用いた粘性率測定マイクロチップの開発(第一報 マイクロ領域における高速な表面波挙動の観察)2007

    • Author(s)
      蛭子 井明
    • Organizer
      日本機械学会熱工学コンファレンス2007
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20071123-24
  • [Presentation] フィルム熱電対を用いた熱電特性の簡易測定装置の開発2007

    • Author(s)
      宮脇 俊介
    • Organizer
      第28回日本熱物性シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20071024-26
  • [Presentation] ソーレー強制レイリー散乱法による燃料電池用電解質膜内の物質拡散係数測定法の開発2007

    • Author(s)
      上田 修
    • Organizer
      第28回日本熱物性シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20071024-26
  • [Presentation] フォトサーマル赤外検知法による断熱材内フロン残存量センシング技術の開発2007

    • Author(s)
      安藤 広敏
    • Organizer
      第28回日本熱物性シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20071024-26
  • [Presentation] 近接場蛍光寿命を用いたナノスケール温度計測法の開発2007

    • Author(s)
      地紙 平
    • Organizer
      第28回日本熱物性シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20071024-26
  • [Presentation] ソーレー効果を用いた3成分ポリマー溶液の拡散係数測定法の開発2007

    • Author(s)
      丹羽 麻衣子
    • Organizer
      化学工学会第39回秋季大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20070913-16
  • [Presentation] リプロン表面光散乱法を用いたポリマー有機溶剤液の液膜表面挙動の動的測定2007

    • Author(s)
      沖和 宏
    • Organizer
      化学工学会第39回秋季大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20070913-15
  • [Presentation] Advances in Ripplon Surface Laser-Light Scattering Measurement for High Viscous Polymer-Solvent System2007

    • Author(s)
      Oki, K
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] SWNTPMMA:Synthesis and Thermophysical Properties2007

    • Author(s)
      Duong, H.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Thermal Diffusivity of Polyimide Foams at Low Tbmperatures in a Vacuum2007

    • Author(s)
      Hiasa, Y.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Thermal Diffusivity Measurement of Lead-free Solder Sn3.0Ag0.5Cu by Dynamic Grating Radiometry2007

    • Author(s)
      Kishimoto, M.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Noncontact Measurement of Thermal Diffusivity using an Infrared Laser:Application to Transparent Conductive Thin Film2007

    • Author(s)
      Motosuke, M.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Evaluation of Thermal Conductivity and Figure of Merit of SubmicronBi2Te3 Thin Films by Photothermal Radiometry-Comparison of Pulsed Laser Deposited and Sputtered Films-2007

    • Author(s)
      Mori, Y.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Development of Measurement Tbchnique for Binaryand Ternary Diffusion Coefficients in Polymer Solutions using Soret Forced Rayleigh Scattering Method2007

    • Author(s)
      Niwa, M.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Experimental Study of In-situ Measurement Technique for Wide Range of Viscosity by Laser-induced Capillary Wave2007

    • Author(s)
      Iwashima, H.
    • Organizer
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20070821-24
  • [Presentation] Miniaturized Optical Viscosity Sensor based on a Laser-induced Capillary Wave2007

    • Author(s)
      Y. Taguchi
    • Organizer
      IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics 2007
    • Place of Presentation
      Hualien,Taiwan
    • Year and Date
      20070812-16
  • [Presentation] Time-Resolved and Micro-Scale Measurement of Thermal Property for Intermolecular Dynamics Using an Infrared Laser2007

    • Author(s)
      Motosuke, M.
    • Organizer
      2007ASME-JSME Thermal Engineering Summer Heat Transfer Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver
    • Year and Date
      20070708-12
  • [Presentation] New Frontiers of Micro and Nano-Scale Thermophysical Properties Sensing2007

    • Author(s)
      Nagasaka, Y.
    • Organizer
      2007 ASME-JSME Thermal Engineering Summer Heat Transfer Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver
    • Year and Date
      20070708-12
  • [Presentation] 熱物性の基礎2007

    • Author(s)
      長坂 雄次
    • Organizer
      第123回「温度計測部会」講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-07-27
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.naga.sd.keio.ac.jp/kiban-s.html

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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