2020 Fiscal Year Research-status Report
ナノスピンダイナミクスを基軸とした革新的流体制御技術の開拓
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20K20294
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木村 崇 九州大学, 理学研究院, 教授 (80360535)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 淳 九州大学, 理学研究院, 講師 (10274424)
大西 紘平 九州大学, 理学研究院, 助教 (30722293)
鴇田 昌之 九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (80163963)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 反磁性 / ナノ磁性体 / スピン流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高精度で形状制御されたナノ磁性体のスピンが創出する電磁場を用いて、革新的なソフトマテリアルの制御手法を開発することである。具体的には、磁性体表面上の水の濡れ性や対流などを通じて、ナノ磁性体中のスピンと流体が織りなす相互作用を定量的に明らかにし、同現象を各種液体やガス分子などの流体一般の制御技術へと高度化する。さらに、これらの系における量子力学的な相互作用をも引き出し、界面を介したスピン系と流体系の角運動量の受け渡し技術を開発する。流体とナノ磁性体との融合は、ソフトマテリアル系を活用したフレキシブル・スピントロニクスへの展開や特異な表面状態を反映した新量子物性現象など、これまで未開拓の新領域科学に切り込む格好の物質系である。加えて、スピン-動力の直接変換やマイクロ流体発電などの魅力的な工学的応用が期待できる。
四年目は、これまでに確立した微小水滴の位置制御技術を用いて、水滴蒸発過程のダイナミクスに関する詳細を調べた。さらに、微小磁性体も作成し、磁性体上で微小水滴がどのように変化するかを調べた。磁場を印加しながらの実験は、水滴の蒸発速度が速く、優位な差を検出するのが困難であったため、次年度以降、油を用いた同様の実験を行うこととなった。
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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
特別に注文した微量液滴の接触角測定装置に関する使用法も確立され、系統的な実験をスピーディーに行うことができている。水滴の蒸発時間が速いという問題点があったが、オイルを用いて解決できることが判明し、より系統的な実験が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
オイルを用いた実験を実施するためのツールを導入し、水滴の蒸発時間に影響されない状況下における接触角を測定する。温度、湿度などの環境パラメータを変化させた系統的な実験を行い微細構造と接触角の相関を調べる。また、水滴の量を少し増量した状況での磁性上の水滴のダイナミクスを調べ、流体の磁気制御の可能性を探求する。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルスの影響により、行動活動が制限され、出張などがなくなったため。
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