2014 Fiscal Year Annual Research Report
分子間エネルギー輸送機構に基づいた固液界面熱抵抗の制御
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23360099
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芝原 正彦 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40294045)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 固液界面 / 界面熱抵抗 / エネルギー伝達機構 / 非平衡分子動力学 / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，分子間エネルギー伝達機構を微細構造で直接制御することにより，固液界面熱抵抗をコントロールするための理論と方法論を確立することを目的として，非平衡分子動力学シミュレーションならびに検証実験を行った．以下に得られた主な知見を示す．
①ナノ構造の特性と固液界面熱抵抗の関係の解明：これまでに作成したさまざまな特性を有するナノ構造の付着した界面モデルに関する分子動力学解析プログラムを用いて非平衡分子動力学シミュレーションを行い，ナノ構造の特性と固液界面熱抵抗の関係に対する系の圧力の影響を明らかにした．ナノ構造の特性としては，ナノ構造形状，ナノ構造高さ，ナノ構造の熱伝導性，ナノ構造の濡れ性をパラメータとした．また，系の圧力一定条件下では，ナノ構造が高くなるに従って，固液界面熱抵抗が大きくなる場合と小さくなる場合があることを示し，ナノ構造の濡れ性によってその特性が変化することを明らかにした．
②ナノ構造による界面熱抵抗変化の分子間エネルギー伝達機構の解明：ナノ構造特性によって固液界面熱抵抗が変化する原因について，分子間エネルギー伝達機構に基づいて考察を行った．ナノ構造の高さが大きくなるに従って，固液界面熱抵抗が大きくなる場合と小さくなる場合で，固液界面分子間エネルギー伝達機構が大きく異なることを明らかにした．
③検証実験：界面熱抵抗計測実験を実施して，界面に集積したナノ構造によって，実際に系全体のエネルギーバランスが変化する場合があることを確認した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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