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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Quantitative evaluation of reaction-diffusion front by near-infrared-based simultaneous imaging of temperature and concentration

Research Project

Project/Area Number 26289049
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

角田 直人  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70345437)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 克哉  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00295750)
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)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords熱物質輸送 / 温度測定 / 濃度測定 / 近赤外分光 / 化学反応 / 拡散
Outline of Annual Research Achievements

温度・濃度同時イメージングシステムおよび画像処理技術を確立し、主要な水溶液試料の拡散反応現象を可視化、分析した。具体的には、マイクロ流路内のアルコール、糖、塩、酸、アルカリ水溶液に対して、異なる温度における拡散現象を可視化し、濃度勾配変化を分析した。その結果、拡散係数の違いは理論計算と矛盾がなく、拡散係数の温度係数の差も定量的に明らかにすることができた。酸、アルカリ水溶液についてはマイクロ流路内で合流させて中和反応を生じさせ、そのときの各反応物および生成される塩濃度を画像化することに成功した。また、液液界面の不安定性について分析し、拡散および反応が不安定化の開始時間に影響を与えることを明らかにした。以上の成果は国内外の学術会議で発表された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Simultaneous imaging of temperature and concentration of ethanol-water mixtures in microchannel using near-infrared dual-wavelength absorption technique2016

    • Author(s)
      Naoto Kakuta, Hiroki Yamashita, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Hidenobu Arimoto, Yukio Yamada
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology

      Volume: 27 (11) Pages: 115401 (12 pp)

    • DOI

      10.1088/0957-0233/27/11/115401

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 近赤外域の単一波長を利用した中和反応で生成する塩濃度の可視化2016

    • Author(s)
      川嶋大介,角田直人,有本英伸,近藤克哉,山田幸生
    • Journal Title

      可視化情報学会論文集

      Volume: 36 (12) Pages: 62-70

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Simultaneous imaging of temperature and concentration for reaction-diffusion phenomena in microchannel2017

    • Author(s)
      Naoto Kakuta, Hiroki Yamashita, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Hidenobu Arimoto, Yukio Yamada
    • Organizer
      1st Asian Conference on Thermal Sciences (ACTS)
    • Place of Presentation
      Cheju, Korea
    • Year and Date
      2017-03-26 – 2017-03-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Image analysis of diffusion phenomena in aqueous solutions through microchannel2017

    • Author(s)
      Naoto Kakuta, Hiroki Yamashita, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Yukio Yamada
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Micro and Nano Technology (ISMNT)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fundamental study on reaction between micro-glow corona and materials2016

    • Author(s)
      Riki Miyakawa and Naoto Kakuta
    • Organizer
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2016-12-16 – 2016-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of temperature dependence of diffusion in aqueous solutions by near-infrared absorption imaging2016

    • Author(s)
      Hiroki Yamashita, Naoto Kakuta, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Hidenobu Arimoto, Yukio Yamada
    • Organizer
      The 4th International Forum on Heat Transfer (IFHT2016)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2016-11-02 – 2016-11-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization and analysis of unstable interface between two aqueous solutions with and without chemical reaction2016

    • Author(s)
      Daisuke Kawashima, Naoto Kakuta, Katsuya Kondo, Hidenobu Arimoto, Yukio Yamada
    • Organizer
      The 4th International Forum on Heat Transfer (IFHT2016)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2016-11-02 – 2016-11-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temperature distribution measurement around inductively heated magnetic particles2016

    • Author(s)
      Naoto Kakuta, Keisuke Nishijima, Cuong Van Han, Katsuya Kondo, Yukio Yamada
    • Organizer
      The 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2016-10-10 – 2016-10-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近赤外光を利用したマイクロ流路内の拡散現象の可視化2016

    • Author(s)
      角田直人,山下大樹,川嶋大介,近藤克哉,有本英伸,山田幸生
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [Presentation] マイクロ流路内の水溶液の熱拡散と物質拡散の可視化2016

    • Author(s)
      山下大樹,角田直人,川嶋大介,有本英伸,近藤克哉,山田幸生
    • Organizer
      可視化情報シンポジウム
    • Place of Presentation
      工学院大学
    • Year and Date
      2016-07-19 – 2016-07-20
  • [Presentation] 密度の異なる水溶液の接触界面上に現れる不安定性現象の可視化と解析2016

    • Author(s)
      川嶋大介,角田直人,有本英伸,近藤克哉,山田幸生
    • Organizer
      可視化情報シンポジウム
    • Place of Presentation
      工学院大学
    • Year and Date
      2016-07-19 – 2016-07-20
  • [Presentation] 近赤外吸収イメージング法を利用した水溶液の拡散係数の温度依存性に関する研究2016

    • Author(s)
      山下大樹,川嶋大介,角田直人,近藤克哉,有本英伸,山田幸生
    • Organizer
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランキューブ大阪
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-26
  • [Presentation] 磁性粒子を含有する水系ゲルの誘導加熱時の温度分布測定2016

    • Author(s)
      藤岡良太,角田直人,近藤克哉,有本英伸,山田幸生
    • Organizer
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランキューブ大阪
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-26
  • [Presentation] 水溶液の不安定な反応拡散現象における近赤外吸収イメージング2016

    • Author(s)
      川嶋大介,角田直人,近藤克哉,有本英伸,山田幸生
    • Organizer
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランキューブ大阪
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-26

URL: 

Published: 2018-01-16  

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