2015 Fiscal Year Research-status Report
電解質溶液の非平衡ダイナミクスにおけるイオン個別の効果の研究
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26400433
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
名嘉山 祥也 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10422982)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電解質溶液 / 電気二重層 / 対イオン飽和 / 微分静電容量 / 電気浸透流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電解質水溶液の誘電率の非線型な塩濃度依存性を説明するモデルを構築し，同じ価数でもイオンごとに異なる誘電率変化の仕組みを提案した．誘電率のイオン濃度依存誘電率は，対イオンの排除体積とともに高電位表面の電気二重層の対イオン飽和を決定し，ひいては静電容量を決定する．提案したモデルによって，イオンごとに異なる対イオン飽和を議論する方向性を得た．
ナノ・マイクロ流路における電解質溶液の流れやや混合装置内における流れにおいて，伸長流動の存在を識別する方法を考案し，流路形状に依存する流路内の流れを議論する方法を提案した．これによって流路デザインと流動パターンの関係を容易に把握することが可能になった．
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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
平成27年度の研究計画を実施し，研究論文を学術雑誌に掲載した．またこれについて6件の学会発表を行い，一定の進展を得た.
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| Strategy for Future Research Activity |
一成分溶媒（水溶液）についてイオン個別性の効果の基礎的理解を確立する．前年度の検討に基づき，ナノ流路内の輸送現象について検討する．流路内の電解質溶液の流れである界面動電現象について，イオン個別性の効果を明らかににする．界面動電現象において考えられるイオン個別の効果は主に3 つある. 1 つは誘電率変化と有限サイズ効果と価数によって電気二重層の長さスケールが変わることによる効果である．電気二重層の長さスケールと流路サイズの比に注目して，イオン種による電気浸透流および流動電流を明らかにする．また，ナノ流路や高分子多孔膜における実験データと比較することにより，理論の適用性を検討する．2 つ目はイオンの濃度が高いことによる粘度変化の効果であり，3 つ目は誘電率が変化することによる誘電摩擦の効果である．イオンによる粘度変化は，電気浸透流や表面伝導度に直接影響し，また誘電摩擦によりイオンの拡散係数が変化する．したがって，これらが非平衡ダイナミクスに与える影響は重要と考えられるが，実験的な報告はほとんどない. 本課題では，これらの効果を考慮した解析により界面動電現象への効果を洞察する.
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| Causes of Carryover |
国内外への研究発表のための旅費支出が予定より抑えられたため，その余剰分が次年度使用額となった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度として請求した分は当初計画に沿って使用する．次年度使用額となった分は，国際会議への旅費に使用する．
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