走査型電子顕微鏡によるナノスケール管路内流れの観察手法の開発

• Project/Area Number: 25917016
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工学Ⅰ(機械系)
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 十河 基介 愛媛大学, 工学部等技術部, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 走査型電子顕微鏡 / イオン液体 / 可視化

Research Abstract

【研究目的】
光学顕微鏡では観察できない, ナノスケール管路内流れを走査型電子顕微鏡(以下SEM)によって観察する手法の開発を目的としている.
従来の研究によって, 開水路における流れの観察がSEMによって可能となった. そこで今回はより利用範囲の広い, 管路内流れの観察を目指す.
【研究方法】
開水路に薄膜付TEM用グリッドを貼ることにより管路を製作した. 流体には高真空状態であるSEMのチャンバー内において液体が蒸発しないよう, 蒸気圧が極めて低いイオン液体を使用した.
イオン液体にトレーサーとして粒径φ3㎛の微小粒子(以後トレーサー粒子)を混入し, トレーサー粒子の動きを観察することによって流れの観察を行う. 流れの観察には二次電子像を用いた. この二次電子像を動画で撮影し, 粒子の移動距離から速度分布を求めた.
【研究成果】
膜越しに粒子の動きを撮影することができた. この画像から粒子の速度分布を得ることができ, 管路内流れの観察が可能となった.