2015 Fiscal Year Annual Research Report
近赤外温度・濃度同時イメージング法によるマイクロ反応拡散場の直接定量評価
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26289049
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
角田 直人 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70345437)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有本 英伸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (50344198)
近藤 克哉 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00295750)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 熱物質輸送 / 温度測定 / 濃度測定 / 近赤外分光 / 化学反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに開発した温度と物質濃度の同時イメージングシステムの光学系と画像処理法を改良し、温度・濃度分解能を向上させた。温度感度波長と濃度感度波長の2つの波長を利用し、マイクロ流路内の中和反応における各物質の濃度画像を構成することに成功した。特に生成される塩に関しては、特定の一波長を用いることで安定かつ精度よく画像化できることを示した。これは他の反応物（HCl, NaOH）に対して等吸収（非濃度依存）を示すためである。また、界面近傍における拡散速度は物質によって異なることを画像によって確かめることができた。このような反応は界面の不安定性にも影響を与えることが示唆され、不安定性条件の調査が次年度の課題として認識された。
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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
温度・濃度同時イメージング装置の開発し、マイクロ流路内における中和反応に伴う物質濃度の変化を可視化することに成功している。等吸収点を含む特徴的な4波長を選定し、多くの水溶液に対してこれらの波長が温度と濃度の推定に対して有効であることを確かめた。濃度画像から、特に２液体の界面近傍における拡散現象を測定し、物質ごとの拡散係数の違いを推定することができた。以上の成果は当初の目標を十分達成するものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通りの研究項目を実施する。特に、中和反応実験をさらに実施し、各反応物・生成物の濃度変化から反応拡散場の解明を目指す。画像処理と光学系の改良も研究分担者と連携しながら進めていく。
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| Causes of Carryover |
交付申請時には複数の波長帯の光学フィルタの購入を計画していたが、2波長のみで特定の物質に関しては温度と濃度のイメージングが可能であることが分かったため、購入を見送り、この手法の検討を主に行った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はフィルタ用デバイスによる複数波長使用を計画しており、当該予算をフィルタ購入に使用する。また、成果発表に関わる旅費も当初の計画より増加すると考えられるため、旅費にも充当する計画である。
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