2022 Fiscal Year Annual Research Report
磁性コロイドの外場応答ジャミング・ライク転移と硬軟プログラミング材料の創製
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21H01637
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
阿部 浩也 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (50346136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
名嘉 節 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (30344089)
鈴木 義和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
佐藤 和好 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (40437299)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁性粒子 / 形状制御 / 磁気粘性効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
硬さと柔らかさの両方を兼ね備え、状況に応じて硬軟が等温可逆的に変化する材料は人間共存型ロボットをはじめとして様々な応用が期待される。この候補材料として、磁性粒子を機能発現の要素とする濃厚系磁性コロイドの開発に取り組む。磁性コロイドは無磁場下では流動性を示し「柔らかさ」を呈する。一方、磁場を印加すると磁性粒子が一斉に磁場の向きに配列しようとするが、粒子濃度が高いため粒子同士が絡み合って動けなくなり、磁性コロイドが固化すると予想した（ここではこの現象をジャミング・ライク転移と定義した）。このときの「硬さ」は粒子濃度や磁場強度に加えて多面体の形状に依存する。これらのパラメータと「硬さ」との関係を明らかにするとともに、人が感じる硬軟をプログラムできるコロイド材料の創製を目指す
本年度はR3年度に合成したマグネタイト磁性粒子を用いて、磁性コロイドの作製およびジャミング・ライク転移に関する実験を行うことを目的とした。ここではR3年度に合成に成功した球状磁性粒子と８面体磁性粒子を用いて、磁場で誘起する磁性コロイドの固化現象に対する粒子形状の効果を調べた。調査の結果、粒子形状は低粒子濃度ではほとんど効果が無かった。また、濃厚系磁性コロイドの分散性評価の結果、無磁場下での分散性に予期しなかったばらつきがみられた。そこで、濃厚系磁性コロイド調製実験および分散性評価を追加して実施した。さらに、粒子形状を制御した磁性粒子だけでなく、多元素の組み合わせからなる磁性粒子も合成した。多元素の組み合わせからなる磁性粒子はフェリ磁性を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
R3年度に合成した多面体の磁性粒子を高濃度にコロイド分散する技術の開発を行った。しかし、濃厚系磁性コロイドの分散性評価の結果、無磁場下での分散性に予期しなかったばらつきがみられた。研究遂行上、この現象の原因を追究することが不可欠であった。そこで、濃厚系磁性コロイド調製実験および分散性評価を追加して実施し、再実験結果を評価する必要が生じた。このため、研究計画にやや遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
濃厚系磁性コロイド調製実験および分散性評価を追加して実施したため、研究計画にやや遅れが生じた。追加実施後は、同じ評価系を用いて、濃厚系磁性コロイドの実験系は硬軟プログラミング材料の評価を迅速に行う。また、当初予定の磁性粒子の形状制御に加えて組成の制御も試み、磁性粒子の物理的および化学的な構造制御による磁性コロイドの外場応答ジャミング・ライク転移を調べる。
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[Journal Article] Slow spin dynamics in a CoM2O4 A-site spinel (M=Al, Ga, and Rh)2022
Author(s)
T. Naka, T. Nakane, J. Valenta, H. Mamiya, S. Ishii, M. Nakayama, H. Abe, T. Togashi, T. Uchikoshi
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Journal Title
Journal of Physics Communications
Volume: 6
Pages: 055001
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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