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静電冷却の2重境膜熱拡散理論に基づく過冷却氷晶の凍結化促進技術

研究課題

研究課題/領域番号 16H04276
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 熱工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

小林 厚子  東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (50557212)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード静電冷却 / コロナ放電 / コロナ風 / 極低温下 / 過冷却氷晶 / 2重境膜理論 / バイオマグネタイト / 磁気力学 / 過冷却促進 / 電界電磁場
研究成果の概要

静電冷却とは、静電界内で冷却・熱効果を示す現象として知られているが、低温度環境下で氷晶の温度下降に応用された例はほとんどなく、その物理理論はあきらかではない。そこで本研究は、このモデルに基づき、過冷却氷晶状態から迅速に熱を奪うことによって、固体結晶化する技術を確立することを目的とした。まず常温でコロナ風を発生させ、物質移動の効果を検討した。またコロナ風による熱移動の促進の効果の測定に成功した。現在低温度環境下での設定をおこない、成果をあげつつある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、静電界内で冷却・熱効果を示す現象として知られている静電冷却の物理現象を凍結技術に応用することに着想した点である。
予想される結果と意義は、冷凍技術の向上を図ることは、計画的な食糧保存・ 原種の長期保存に期待できる点である。またiPS細胞・ES細胞・精子・卵子の凍結保存技術に向けた医療への応用が大いに期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (6件)

  • [国際共同研究] California Institute of Technology/Carnegie Mellon University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] California Institute of Technology/Carnegie Melon University(アメリカ合衆国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic control of heterogeneous ice nucleation with nanophase magnetite: Biophysical and agricultural implications2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kobayashi, M.Horikawa, J.L.Kirschvink, H.N.Golash
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 115 (21) 号: 21 ページ: 5383-5388

    • DOI

      10.1073/pnas.1800294115

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Magnetite Controls Ice Nucleation: Implications for Cloud Formation2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Kobayashi, Timothy D.Raub
    • 学会等名
      American Geophysical Union
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Magnetite-Based Biophysical Hypothesis for the Radiowave Detector in Migrating and Homing Animals: Magnetoacoustic Transduction2017

    • 著者名/発表者名
      Joseph Kirschvink, Atsuko Kobayashi, Jennifer Buz
    • 学会等名
      Japanese Geoscience Union Spring Meeting
    • 発表場所
      幕張りメッセ、千葉, 日本
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Magnetic fields disrupt ice nucleation

    • URL

      https://phys.org/news/2018-05-magnetic-fields-disrupt-ice-nucleation.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] マグネタイト微粒子の機械操作により氷晶形成をあやつる

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2018/041562.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Moving magnetic fields disrupt ice nucleation

    • URL

      https://www.myscience.org/wire/moving_magnetic_fields_disrupt_ice_nucleation-2018-caltech

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Moving magnetic fields disrupt ice nucleation

    • URL

      https://www.technology.org/2018/05/11/moving-magnetic-fields-disrupt-ice-nucleation/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] マグネタイト微粒子の機械操作により氷晶形成を操る(東工大ニュース)

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2018/041562.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Moving-magnetic -fields-disrupt-ice-nucleation

    • URL

      https://www.caltech.edu/news/moving-magnetic-fields-disrupt-ice-nucleation-82175

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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