| 研究課題/領域番号 |
16H04552
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
宮原 稔 京都大学, 工学研究科, 教授 (60200200)
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| 研究分担者 |
渡邉 哲 京都大学, 工学研究科, 講師 (80402957)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
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| キーワード | コロイド結晶 / ナノフルイド / 自己組織化 / 移流集積法 / 相互作用力測定 / 格子ボルツマン法 |
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| 研究成果の概要 |
コロイド粒子の自己集積現象において，ナノ粒子懸濁液（ナノフルイド）が媒介することで粒子膜の規則性が向上することが知られている。本研究では，コロイド粒子膜の作製および相互作用力のin-situ測定の両面から自己集積機構の解明を試みた。その結果，最適なナノ粒子径については電気二重層を含む有効粒子径を考慮すべきこと，ナノ粒子径が大きくなるにつれて潤滑力が小さくなること，ナノフルイド中では摩擦力が軽減されることを明らかにした。以上の結果より，凝集体を形成しない適度な潤滑力が移流過程の粒子に働くこと，また摩擦の軽減により乾燥過程の粒子の移動性が向上することが，規則性向上の重要な因子となることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コロイド結晶は，微粒子が規則的に配列した集合体であり，その特異な光学特性から構造色材料などへの応用が期待されている。しかし，その作製方法は単純ではなく，簡便に，かつ大面積に作製しようとすると，どうしても欠陥が生じ，それが材料の特性を損ねてしまう。本研究は，コロイド結晶の作製時に，用いる微粒子よりもさらに小さなナノ粒子を添加するだけで，欠陥を減少させられることを明らかにし，そのメカニズムについても詳細に検討した。本研究で明らかにした手法によって，より欠陥の少ない構造形成が可能になると期待される。
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