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機能キャリアとしての多価帯電ミストの蒸発・分裂ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 15H04171
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関金沢大学

研究代表者

瀬戸 章文  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40344155)

研究分担者 大谷 吉生  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (10152175)
東 秀憲  金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (40294889)
折井 孝彰  国立研究開発法人理化学研究所, イノベーション推進センター, 上級研究員 (60321741)
研究協力者 Hogan Christpher J., Jr.  ミネソタ大学, 機械工学科, 准教授
須田 洋  松下家電研究開発(杭州)有限公司
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード薄膜・微粒子形成操作 / 静電噴霧 / イオン / 液滴 / 分子シミュレーション / 静電スプレー / エアロゾル
研究成果の概要

機能キャリアとしての多価帯電ミストを起源としたイオンとナノ粒子の生成過程(=蒸発・分裂過程)を明らかにするツールとモデルの開発を行った。高速に変化する多価帯電ミストの粒径分布と帯電量をその場計測できる計測装置を開発し、帯電液滴の蒸発過程の解析に適用した。その結果、ミストの蒸発・分裂による粒径分布変化を装置内でダイレクトに計測することが可能となり,また,分子動力学シミュレーションを用いてイオン放出,ナノ粒子析出過程を分子レベルで解析し,従来の帯電液滴の分裂理論(限界帯電量モデル)の適用限界を明らかにした。このことによりナノ液滴の実験、分子動力学シミュレーション、理論との直接比較を可能とした。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] How does the packing density of a metal screen affect the mechanism for catching highly charged nanoparticles?2018

    • 著者名/発表者名
      Tamadate Tomoya、Fujimoto Toshiyuki、Choi Hyun-Jin、Higashi Hidenori、Otani Yoshio、Seto Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science

      巻: 119 ページ: 22-30

    • DOI

      10.1016/j.jaerosci.2018.02.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Evidence of a Strong Image Force between Highly Charged Electrosprayed Molecular Ions and a Metal Screen2017

    • 著者名/発表者名
      Omori Youichi、Choi Hyun-Jin、Mukai Yasuaki、Fujimoto Toshiyuki、Tamadate Tomoya、Seto Takafumi、Otani Yoshio、Kumita Mikio
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 16 号: 12 ページ: 3055-3062

    • DOI

      10.4209/aaqr.2016.04.0147

    • NAID

      120005982989

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simultaneous ion and neutral evaporation in aqueous nanodrops: experiment, theory, and molecular dynamics simulations2015

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Higashi, Takuya Tokumi, Christopher J. Hogan Jr., Hiroshi Suda, Takafumi Seto, Yoshio Otani
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 (24) 号: 24 ページ: 15746-15755

    • DOI

      10.1039/c5cp01730k

    • NAID

      120006346404

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 多価に帯電したマクロ分子分子イオンのダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      玉舘 知也,向井 康晃,東 秀憲,汲田 幹夫,瀬戸 章文,大谷 吉生
    • 学会等名
      第34回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子シミュレーションによる分子イオンの電気移動度2017

    • 著者名/発表者名
      玉舘 知也,折井 孝彰,東 秀憲,汲田 幹夫,瀬戸 章文,大谷 吉生
    • 学会等名
      化学工学会 関西支部・中国四国支部合同 金沢大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる分子イオンの電気移動度の計算2017

    • 著者名/発表者名
      玉舘知也,東秀憲,汲田幹夫,瀬戸章文,大谷吉生
    • 学会等名
      第31回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Electrical Mobility of Molecular Cluster Ions2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Tamadate, Hidenori Higashi, Mikio Kumita, Takafumi Seto, Yoshio Otani
    • 学会等名
      3rd International Symposium “International Collaboration Research Base for Reaction of AtmosphereMarine-Ecosystem Caused by Aerosol”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of an Image Force on the Collection of Highly Charged Molecular Ions by Metal Screen2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Tamadate, Hyun-Jin Choi, Toshiyuki Fujimoto, Takafumi Seto, Yoshio Otani, Mikio Kumita, Hidenori Higashi
    • 学会等名
      Asian Aerosol Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaporation of Multiply Charged Nanodroplets Generated by Electrospray2016

    • 著者名/発表者名
      H. Higashi, N. Nakamura, T. Tamadate, Y. Mukai, M. Kumita, T. Seto, Y. Otani and T. Orii
    • 学会等名
      The 11th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC2016)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静電噴霧によって生成した多価帯電ナノ液滴の蒸発過程の解析2016

    • 著者名/発表者名
      東秀憲,中村夏実,玉舘知也,向井康晃,汲田幹夫,瀬戸章文,大谷吉生,折井孝彰
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics of Evaporation and Ion Emission Process of Aqueous Nanodroplet2015

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Higashi, Takuya Tokumi, Yasuaki Mukai, Christopher Hogan Jr., Hiroshi Suda, Mikio Kumita, Takafumi Seto, Yoshio Otani
    • 学会等名
      American Association for Aerosol Research (AAAR) 34th Annual Conference
    • 発表場所
      Minneapolis, Minnesota, USA
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静電噴霧による液滴分裂とイオン放出過程に及ぼす溶液濃度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      前川哲也,徳美拓也,東秀憲,瀬戸章文,大谷吉生
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道(北海道大学)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 帯電ナノ液滴の蒸発分裂過程に関する分子動力学計算2015

    • 著者名/発表者名
      東秀憲,徳美拓也,前川哲也,汲田幹夫,瀬戸章文,大谷吉生
    • 学会等名
      2015年度粉体工学会春期研究発表会
    • 発表場所
      東京(連合会館)
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-26  

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