2019 Fiscal Year Research-status Report
Visualization measurement for elucidation of evaporation enhancement mechanism on the surface of moth-eye structure matched by a refractive index
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19K04224
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐竹 信一 東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (90286667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 淳 東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (40318225)
安藤 格士 東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 講師 (30385546)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 屈折率調整法 / デジタルホログラフィックPTV / ブラウン動力学 / モスアイ構造 / ナノインプリント法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，エバネッセント光を用いた４次元計測法による界面近傍での熱流体の挙動の把握をサブマイクロメートルの微細構造を有するMYPOLYMERで作成された上の液滴の蒸発挙動について適用する。本年度ではモスアイ構造上の蒸発現象を促進または抑制する界面微細構造の創成を作製した。 GC基板に酸素イオンビームを照射するだけで，反射防止構造（モスアイ構造：蛾の目の意）を簡単に形成する技術や，これを金型として，樹脂や金属へのパターン転写した。また可視化実験では、Myploymerを用いたマイクロ構造を作製し、デジタルホログラフィックPTVを用いて可視化を行った。モスアイ構造はイレギュラーに正立しているがこのマイクロ構造ではレギュラー配置をしており高さ及び構造間隔が既知である状態をまず可視化を行った。その結果構造物の光学変形なしに撮影することが可能でありモスアイ構造の可視化の前段階での実験計測が完了した。水中でこの光硬化樹脂は水と完全に一致することを確認しデジタルホログラフィックPTV等の粒子トラッキングを行う際の構造物による回折を除去できる屈折率調整法であることを確認した。また実験との比較を行うためのブラウン動力学法を適用し，トレーサー粒子のナノ構造内の拘束条件内で生じる相変化のメカニズムを予測できる解析手法の確認を行った。本手法の核となる粒子と壁との流体力学的相互作用を考慮したブラウン動力学法の開発を行った。
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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
Mypolyerを用いた構造体を作製の開発とそれを用いた屈折率調整法による計測法を確立を完了している。同時に数値計算手法の開発も確認しており具体的なマイクロ構造を決定してシミュレーションの準備を完了させた。今後は実験計測視野内にいれる個数かピッチおよび深さ方向の構造のパラメータを決定予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の初期段階では固体壁近傍領域における壁からの圧力反射による影響をブラウン動力学における粒子の運動状態に適切に反映させる手法の開発のための検証シミュレーションを行う。本手法を用いることにより，同時に具体的なモスアイ構造のピッチや高さの構造の最適化を行い、ナノインプリント法にMypolymer樹脂を用いて構造の作製を行う。その構造をTIRFを用いて4次元計測を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
購入物品費が予定金額より安く購入できた。
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