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高濃度ナノフルイドの動的界面挙動に関するメゾスコピック解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H04548
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
研究機関東北大学

研究代表者

塚田 隆夫  東北大学, 工学研究科, 教授 (10171969)

研究分担者 阿尻 雅文  東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (60182995)
小宮 敦樹  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (60371142)
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
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードナノフルイド / コンタクトライン / 位相シフトエリプソメトリ / 先行薄膜 / ナノ粒子 / 構造形成 / 数値シミュレーション / 超臨界水熱合成 / 位相シフトエリプソメトリー
研究成果の概要

本研究では,ポリジメチルシロキサン(PDMS)で表面修飾したSiO2ナノ粒子をPDMS中に分散した懸濁液を対象として,懸濁液滴がSi基板上を拡張する際にコンタクトライン前方に存在する先行薄膜のナノスケール膜厚分布を位相シフトエリプソメータにより観察し,ナノ粒子の存在の影響について検討した。また,溶媒蒸発時の表面修飾ナノ粒子の構造形成の数値シミュレーションを実施し,溶媒蒸発過程及び蒸発後の粒子多層膜の構造に及ぼす有機溶媒,修飾有機分子の種類およびその表面修飾率の影響を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノフルイドは,3Dプリンティングやプリンテッドエレクトロニクス用の高濃度低粘性ナノインクへの応用等,電気・電子,自動車,医療等々の様々な分野への応用が期待される新たな機能性流体材料である。ナノフルイドの応用技術,例えば,プリンテッドエレクトロニクスにおけるパターン線幅やパターン形状の高精度化には,ナノフルイドの動的濡れ性の解明は不可避の課題である。本研究で得られた成果は,このような課題解決に当って,有用な知見を与えるものである。

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

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Three-step phase-shifting imaging ellipsometry to measure nanofilm thickness profiles2019

    • 著者名/発表者名
      Eita Shoji, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Masaki Kubo, Takao Tsukada
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering

      巻: 112 ページ: 145-150

    • DOI

      10.1016/j.optlaseng.2018.09.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 位相シフトエリプソメータによる固体基板上液滴のナノスケール濡れ挙動の可視化計測2019

    • 著者名/発表者名
      庄司衛太, 米村建哉, 金子峻大, 久保正樹, 塚田隆夫, 小宮敦樹
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒蒸発に伴う表面修飾ナノ粒子系の構造形成に及ぼす溶媒と修飾鎖の影響の数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      薄根真, 高橋太郎, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒蒸発に伴う表面修飾ナノ粒子の構造形成機構の数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      薄根真, 高橋太郎, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度ナノ粒子分散液の溶媒蒸発に伴うナノ粒子系構造形成過程の数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      久保正樹, 薄根真, 高橋太郎, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池 修, 辰巳 怜, 藤田 昌大, 阿尻 雅文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 位相シフトエリプソメータ開発とナノ薄膜の膜厚分布の可視化計測2018

    • 著者名/発表者名
      庄司 衛太,米村 建哉,小宮 敦樹,久保 正樹,塚田 隆夫
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 位相シフトエリプソメトリによる液滴コンタクトライン近傍のミクロスコピック計測2017

    • 著者名/発表者名
      米村建哉,庄司衛太,小宮敦樹,久保正樹,塚田隆夫
    • 学会等名
      化学工学会東北支部第19回先端研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒蒸発に伴う表面修飾ナノ粒子の構造形成に関する数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 太郎,薄根 真,久保 正樹,庄司 衛太,塚田 隆夫,小池 修,辰巳 怜,藤田 昌大,阿尻 雅文
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Investigation of Rheological Properties of Nanofluids Containing Organic Modified Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Usune, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Osamu Koike, Rei Tatsumi, Masahiro Fujita and Tadafumi Adschiri
    • 学会等名
      2017 AIChE Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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