2015 Fiscal Year Research-status Report
電磁回転（EMS）システムによる粘性測定標準法構築への挑戦
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26600132
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粘性測定 / レオロジー / 粘度標準 / 電磁スピニングシステム / 粘弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、申請者らが独自に開発し現在では様々な工業分野で粘性計測に用いられているEMS（電磁回転式)粘度測定システムを高精度化し、標準物質を必要としない粘性の絶対値の計測手法を構築すること、さらにその精度を向上させて世界の粘度計測の標準とするための要素技術を開発することにある。
本年度においては現有の磁気浮上型粘度測定システムに加え、回転子の回転軸と試料容器の底部が接触する新しい機構を開発した。磁気浮上型に比べ接触部の機械摩擦は増加するものの、装置構成が極めて簡便になり多くのユーザーに容易に供給できる構成となった。実際に純水の粘度測定においてその精度を確認したところ、EMS粘度計としてすでに市場に供給されている先行機に対して10倍以上の精度が確認できた。
さらにレオロジー測定において問題となる粘性のずり速度依存性を簡便な機構で測定するための手法として、平行平面円板により構成された粘度プローブのずり速度と見かけの回転トルクから、真の流動曲線を演算により逆計算で求める手法を開発した。この手法によれば、これまで高い工作精度が要求されていた円錐型の回転子に替えて、きわめて加工が容易な平板型の回転子で従来のレオロジー計測と等価の情報を得ることができる。さらにこれら技術を組み込んだ高性能試作機を完成させ、これまで計測が困難であったバイオ関連材料、特にヒト血液粘性のずり速度依存性の測定実験を開始した。
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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
粘性測定の標準化を目指す上で、粘性のずり速度依存性の取り扱いは必須に開発するべき技術であるが、円板型プローブで得られた測定値から微分演算により解析的に真の流動曲線を開発することができ、工作精度の問題、あるいは製造コストの問題の解決に向けて大きな進展を図ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで同様に真空環境における低圧気体の粘性測定、あるいは気体種による粘性の気圧依存性の測定については従前の計画通りに遂行する。さらに今後粘性測定の標準化が最も期待される低粘性液体領域、すなわちヒト血液粘度の領域について特に高精度化をはかるために、今年度開発した軸接触型についても、その適用範囲の拡大を目指す。
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| Causes of Carryover |
磁気浮上型EMS粘度測定装置の開発にあたるうち、より簡便な構成と機構においても純水程度の液体の粘性を高精度で測定することが可能であることが明らかとなった。この成果は、実際の医療あるいはバイオなどの領域においてきわめて重要な知見であるため、従来の計画と平行して簡易型の粘度測定システムの設計を進める必要が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
汎用で安価に生産が可能な円板型の粘度プローブを一定数作製し、その個体差などから粘性測定の最終的な精度を測定するデータを得ることに使用する。
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