Investigation of electrokinetics at liquid/material interface and its application for devices

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01755
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Okada Takeru 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90616385)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: グラフェン / 動電 / 流体 / 発電

Outline of Final Research Achievements

Development of innovative electricity generation system and devices using liquid flow by investigating the physical view of the electrokinetic phenomena at the interface between flowing water and electronic materials. Electrokinetic phenomena are expected to be used not only as a new energy source but also for a variety of applications. The electrokinetic phenomena can be understood by nano and micro fabrication techniques, surface modification, and physical property analysis technologies that enable to manipulate and observe the solid phase, liquid phase, and interface that influence each other.
The correlation between flow state and electrical properties was investigated by electrical and spectroscopic measurements, resulting in the acheivements show the possibility for developing novel devices.

Free Research Field

ナノ材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は科学的理解が進んでいない液体流動と電子材料界面における動電現象のメカニズム解明と応用展開を目的とした。半導体・電子材料の微細加工改質技術を用いて流動状態を制御し、材料の電気伝導特性を計測することに成功した。また流体がトリガーとなる電子材料の電気伝導が流動状態や流体の電解質濃度などによって制御できる可能性を示した。これらの成果は将来的に革新的な電子デバイス創成に期待を持たせるものである。また新たなエネルギー源としての評価にも成功している。本研究で示したこれらの成果は、これまで接点のなかったエレクトロニクス分野と流体力学分野を結ぶ新たな学際領域開拓に貢献する点で意義があるといえる。