2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21K03894
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
廣瀬 裕二 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (60400991)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 振盪ゲル / 熱伝導率 / ゲル=ゾル転移 / シリカ分散系 / 三次元網目 / シリカナノ粒子 / 蓄熱ゲル / 保温材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではナノサイズのシリカ粒子をポリエチレングリコール（PEG）水溶液に分散させた系が振ることでゲル化し，その後しばらく静置すると流動性が回復する「振盪ゲル」の性質を示すことを利用し，低粘度ですばやく蓄熱してその後振ることで保温性を維持する効果を得るため，より長時間，かつ高温で振盪後のゲル状態保持する試料の調整を目指し，さらに実際に保温性能が発現するかを，測定装置を自作することで確かめた．
従来はシリカ粒径11 nm，PEG平均分子量2,000,000のものを主に用いていたが，PEGの平均分子量4,000,000のものとすることで，従来見られなかった70℃程度の温度における粘度の上昇が確認できた．さらにシリカの粒径を18および25 nmへと大きくすることで，高い粘度，すなわちゲル状態を保持する時間が著しく長くなる様子が見られた．特に粒径25 nmのシリカ試料は常温で硬いゲルを形成し，比較的高温でも振盪ゲルの性質を示した．一方シリカ粒径を45 nmまで上げると粘度は短時間で低下した．このほか粒径18 nmシリカの試料において，シリカ含率を増大させることでも流動性の回復に長時間を要することが確認できた．ただし，沸点の上昇や不凍液としての性質を持たせることを目指した，エチレングリコールを10 %添加した試料では振盪ゲルの性質は著しく失われた．
また，ゲル状態を長時間保つ試料について，自作した熱伝導率測定装置を用いて，静置したゾル状の試料と，ゲルとした試料で熱伝導率の値を比較したところ，ゲルとした試料の方が小さな値となり，ゲル状態試料の保温効果の向上およびゾル状態試料の放熱性が確認された．このような保温効果は，熱電対およびサーモグラフィによる温度測定でも見ることができた．
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