2023 Fiscal Year Annual Research Report
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19K05198
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
真庭 豊 神奈川大学, 付置研究所, 客員教授 (70173937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
客野 遥 神奈川大学, 工学部, 准教授 (10746788)
松田 和之 神奈川大学, 工学部, 教授 (60347268)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 流体現象 / 摩擦 / 抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究の計算機実験（ＭＤ）の結果、２つのタンクをつなぐカーボンナノチューブを流れる水の流量がタンクとカーボンナノチューブをつなぐ部分で大きく律速されることが明らかになった。カーボンナノチューブの長さには依存せず、また、カーボンナノチューブを剛体として扱った計算であったが、カーボンナノチューブとタンクをつなぐ部分では、タンク内の水の構造とカーボンナノチューブ内の水の構造の違いにより、構造変化を伴わなければならないことを強く示唆している。そこで本年度はカーボンナノチューブの代わりに、3枚のグラフェンシートを重ねて穴をあけて、それをタンクに接続して、グラフェンの穴を流れる水の流量を計算した。穴のサイズを変えると流量がどのように変化するかを明らかにして、特徴的な水の構造サイズがあるかどうかを探索したのである。
グラフェンにあけた穴のサイズは直径で約１０オングストローム以下迄行った。また、タンク両端の圧力を変えた計算を行った。その結果、１０オングストロームぐらいで、穴を流れる流量が顕著に変化することが示唆された。このことはタンク内の水が１０オングストロームぐらいの特徴的な構造を有していることを意味している。この点をよりはっきりさせるために、現在、精度の高いＭＤ計算を行い、構造の詳細を調べている。
本研究は、隙間に水の膜を有する一般的な摩擦現象に関わり、重要であると考えられる。
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