2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of micro/nanobubble generator by using vertically aligned carbon nanotubes
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26286024
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平原 佳織 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40422795)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノバブル / マイクロ・ナノデバイス / カーボンナノチューブ / マイクロバブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気泡を担持した表面の機能開拓を見据えた基礎知見の蓄積を主体とし、昨年度までに作製法を確立したボトムアップ式微細気泡発生源に関して下記項目に取り組んだ。
1. 気泡１個レベルの特性計測：固体表面に存在するナノバブル（表面ナノバブル）の示す、長寿命、大きな接触角などの独特な性質に関して、固気液三相接触線のピンニングに基づくモデルが議論されているが未解明な点も多い。本研究ではカーボンナノチューブ(CNT)ー樹脂複合電極シートを用いて特定の箇所に気泡を繰り返し発生させ，その成長・収縮過程を原子間力顕微鏡(AFM)によりリアルタイム観察することによって、気泡1個レベルで接触線ピンニングを捉えることに成功した。ピンニングに要する力の大きさおよび気泡サイズとの相関が実験により示されたことで、ピンニング現象のメカニズムや表面ナノバブルの性質についてより詳細な理解が進むと期待できる。
2. マイクロバブル保持性能評価：H27年度作製法を確立したホールパターニングCNT電極を用いるとサイズの均一なマイクロバブルが従来のデバイスに比べて10倍以上長時間保持できることを実証した。
3. 気泡１個レベルの凝着力を活かした応用開拓：CNTにおける気泡の凝着を理解するために、昨年度明らかにしたCNTの直径に依存した独特な濡れについて、分子動力学計算を用いた解析を行った。また、実際に配向CNTを用いたヤモリテープの水中利用の可能性を調べた。通常ヤモリテープの接着機構はファンデルワールス力が支配的であり、その寄与が劇的に低減する水中での利用は本来難しい。しかしながら、本研究において、水中で高配向CNT表面の気泡保持状態を制御したときの接着力をAFM計測した結果からは、微細気泡の存在により大気中と同等の接着力が生じることが示唆された。本成果は水中でもクリーンに使えるという粘着テープの新たな用途開拓に繋がるといえる。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
2017年5月以降公開予定。URLは掲載予定のアドレスのため変更の可能性あり。
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