2022 Fiscal Year Annual Research Report
液体膜上の固体付着・滑落性同時制御によるメンテナンスフリー微小固体捕集技術
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21H01643
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
天神林 瑞樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (20815980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉手 亮多 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 独立研究者 (70812759)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 撥水 / 液体膜 / ナノ粒子 / 捕集膜 / メンテナンスフリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Phase 1液体膜エンジニアリングによる濡れ・流動性制御および、Phase 2力学測定による付着・摩擦メカニズムの解明の内、2021年度の未達成部分に着手した。
Phase 1では、具体的には液体膜の表面張力物性制御を可能とするための界面エネルギー安定条件を解明した。その結果、液体膜の摩擦特性が、滑落物質の表面張力ではなく、液体膜との混和性によって決定されることを見出した。本成果の一部は、Advanced Materials Interfaces, 9, 2200497 (2022).で報告している。
Phase 2では、付着力・摩擦力・界面形状をリアルタイムでモニタリングするために光学系を組み上げた。さらには、毛細管先端にプローブ液滴を固定し、潤滑液膜の摩擦・付着力を数十nNの分解能で精密計測することに成功した。摩擦力が液体膜と滑落物質との間に生まれたメニスカス形状によって変化することを見出した。この成果は現在論文執筆中である。
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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
2022年度の達成目標であるPhase 1およびPhase 2を遂行し、得られた知見を元に海外学術論文による成果発信を達成したため概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は当初の予定通りPhase 3:微小固体の補集機構の検討を行う。得られた低摩擦液体膜表面を、μmからmmスケールのグラディエント構造上に形成し、微小物質の自発移動を誘起することで効果的な補修機構の検討を行う。グラディエント構造は３Dプリンターで設計する。本年度予算では３Dプリント構造の形成のために専任の研究補助員を雇用し、最適なグラディエント構造を見つけ出す。そして、構造体への液膜形成技術の確立とPhase 2で開発した摩擦評価系による補集機構の解明までを行う。
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