2014 Fiscal Year Research-status Report
可動円錐形電極による非定常イオン流動の計測および理論解析
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26630057
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川野 聡恭 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00250837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 謙太郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20378798)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子流体力学 / イオン流動 / 電流電圧特性 / 非定常問題 / 非平衡統計力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，マイクロ・ナノスケールの流体中における非定常イオン流動現象が注目されており，医療やエネルギー関連機器への応用が期待される．しかしながら，MEMS技術によるナノ流路デバイスの作製と計測には多大な時間と熟練を要する．そこで本研究では，系の代表長さを50nm程度の分解能で連続的に可変とする電極を切削加工と表面処理により製作し，直流および交流電圧に対するイオン流動の応答特性を計測する手法を提案する．特に，イオンが個々の粒子として振る舞うナノスケールと集団として連続体的に振る舞うメソスケールの境界に着目しながら，かつ十分な電流値を得るために接頭円錐形の凹凸電極を作製し，ここで得られる実験結果に対して，非定常イオン流動の理論モデルによる解析を行うことを目標として研究を推進する．
本年度は，テーパ角が5度の金メッキされた接頭円錐形電極を用い，電極間距離を連続的に変化させながらイオン電流の応答を計測するための実験系を構築した．イオン電流の応答時間から，電極間距離，印加電圧およびイオン濃度の影響が捉えられた．このような実験結果は，理論モデルからも予測されるところではあるが，引き続き定量的な評価を進める．
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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
当初の計画にある通りに接頭円錐形電極の製作を実行し，電流電圧特性が計測できることが確認された．また，電極間距離の調整についてもレーザ変位計を用いることにより目標としている解像度が得られる構成とすることができている．理論予測と実験結果の比較についても，定性的な傾向は合致していることが確認されていることから，計画通りに研究を遂行することができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，実験結果に対する定量的評価を行うため，高精度の実験データを蓄積するとともに理論モデルと解析手法の改良を行う．電気計測について，現状ではノイズが大きいため，その逓減方法についても検討する．
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