2020 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 / モスアイ構造 / ナノインプリント法 / 全反射蛍光顕微鏡 |
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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模したマイクロレギュラー構造を作製した。またこの構造によるピッチや高さの精緻さをみるために構造に光触媒を塗布し反応率を計測する実験では、PAK-01を用いたマイクロ構造を作製し、分光器を用いて反応率の取得を行った。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の実験を行った。その結果構造物のピッチと高さの変化による反応率も変化することが確認され構造物周りの流体挙動が変換することが確認された。モスアイ構造を用いるの前段階での実験計測が完了した。また実験との比較を行うための分子動力学法を適用し，トレーサー粒子のナノ構造内の拘束条件内で生じる境界条件の変化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分子動力学法の開発を行った。通常の平面内では壁からの粒子の拘束条件は生じないが、構造物周りであると拡散係数が変化する。今年度はまずこの拡散係数の変化を反映可能な手法の開発を行った。
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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
Mypolymerを用いた構造体の作製の開発とそれを用いた屈折率調整法による計測法の確立を完了している。さらに本年度はレギュラーマイクロ構造を用いてピッチと高さの最適化を行った。同時に分子動力学的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。最終年度は実験計測視野内にいれる粒子に生ずる力を決定できるパラメータを模索し可視化形状と一致させる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
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粒子の運動状態に適切に反映させる手法を構造物周りに適用する分子動力学的手法を開発した。本手法を用いることにより，同時に具体的なピッチや高さの決定したモスアイ構造をナノインプリント法を用いて作製する。その構造をTIRFを用いて4次元計測を行いシミュレーション結果と比較をおこなう。
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