2021 Fiscal Year Annual Research Report
粉体系・液体系の重力不安定化現象におけるパターン形成および輸送現象の普遍性探求
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19K23428
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
小林 和也 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (00849474)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 粉粒体 / 物理ゲル / 重力不安定性現象 / 非平衡物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，粉体を用いた重力不安定性現象（レイリー・テイラー不安定性）に着目している．重力不安定性現象は，液体系では詳細な調査が行われているが，粉体系ではあまり理解が進んでいないという問題があった．そこで本研究では，加熱や冷却によって可逆的に固体状態（ゲル）と液体状態（ゾル）に転移することができる物理ゲルの機能性が粉体の挙動に類似していることに着目し，粉体系とゲル系を比較することで，複雑な粉体系のダイナミクスを明らかにすることを最終目的として研究に取り組んでいる．
本研究課題は本来2020年度完了予定であったが，新型コロナウイルス等の影響により，研究活動が計画通りに進まない等の問題が発生したことを踏まえ，2021年度への継続申請を行なった．最終年度である本年度は，追加実験に加え，研究成果を学術論文にまとめることを最優先課題として取り組んだ．実験では，従来の実験セットアップを一部改善することによって粉体の充填率制御を可能とし，粉体の充填率が変化した際の界面移動速度や波長等のパラメータの時間変化について，定量的データを得ることに成功した．これらの結果を詳細に解析した結果，加熱温度を変化させた際のゲル系の結果とも一致することを明らかにした．最後に本研究課題にて得られた研究成果をまとめた論文を執筆・投稿し，査読を経て国際学術誌に掲載された．なお，本論文の情報や具体的な内容に関しては，所属機関などを通してプレスリリースも行った．
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