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磁性ナノクラスター流体のレオロジカルな刺激応答化とソフト・ロボティックスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 17H03404
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 複合材料・表界面工学
研究機関大阪大学

研究代表者

阿部 浩也  大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (50346136)

研究分担者 菊池 武士  大分大学, 理工学部, 教授 (10372137)
名嘉 節  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (30344089)
鈴木 義和  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード磁性粒子 / コロイド / マグネタイト / 磁気粘性効果 / 磁性コロイド / 磁気粘性流体 / レオロジー / メソクリスタル
研究成果の概要

磁性ナノ粒子が接合・集積した構造体(以下、磁性ナノクラスター)の合成法および磁性ナノクラスターが分散したコロイド分散系の磁気粘性(MR)流体としての可能性を調べた。還元加水分解によるマグネタイト磁性ナノクラスターの合成法を開発するとともに、磁性ナノクラスターの構造制御によって超常磁性ライクな磁気特性を示すことを明らかにした。さらに、磁性ナノクラスター粒子のコロイド分散系にMR効果が発現することを明らかにしたことから、ソフト・ロボティックス応用の可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではマグネタイト磁性ナノクラスターのシンプルでスケーラブルな合成法を開発した。これはナノ粒子の構造体を自己組織的に構築するための方法論であり、他の金属酸化物ナノクラスターの合成および機能探索に応用できる可能性もある。磁性ナノクラスターが液中に分散した流体材料は磁場刺激(磁場強度)に応じて、流動性からゲル状の固体までそのレオロジー特性が大きく変化した(磁気粘性効果)。室温で等温可逆的に流動特性が大きく変化する材料は人間共存型ロボット等のソフト・ロボティックス分野に展開できるものと期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 17件、 招待講演 9件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] ベトナム科学技術アカデミー(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical Sensor Based on Reduced Graphene Oxide/Double-Walled Carbon Nanotubes/Octahedral Fe3O4/Chitosan Composite for Glyphosate Detection2021

    • 著者名/発表者名
      C. T. Thanh, N. H. Binh, P. N. D. Duoc, V. T. Thu, P. V. Trinh, N. N. An, N. V. Tu, N. V. Tuyen, N. V. Quynh, V. C.Tu, B. T. P. Thao, P. D. Thang, H. Abe, N. V. Chuc
    • 雑誌名

      Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology

      巻: 20 March 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s00128-021-03179-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical and physical pressure effects in the A-site spinel antiferromagnets CoM2O4 (M = Al, Co, and Rh)2020

    • 著者名/発表者名
      T. Naka, J. Valenta, J. Prchal, V. Sechovsk, H. Ab, T. Nakane, M. Nakayama and T.Uchikoshi
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 7 号: 5 ページ: 056105-13

    • DOI

      10.1088/2053-1591/ab924f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct observation of potential phase at joining interface between p-MgO and n-MgFe2O42020

    • 著者名/発表者名
      C. Sakaguchi, Y. Nara, T. Hashishin, H. Abe, M. Matsuda, S. Tsurekawa, H. Kubota
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 17055-7

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73849-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多様なインク設計と微粒子アセンブリ2020

    • 著者名/発表者名
      阿部浩也
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 72 ページ: 23-25

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Shape-Controlled Syntheses of Magnetite Microparticles and Their Magnetorheology2019

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, T. Naka, K. Sato, Y. Suzuki, M. Nakako
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Science

      巻: 15 号: 15 ページ: 3917-3917

    • DOI

      10.3390/ijms20153617

    • NAID

      120007132703

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetite nanocrystal clusters transformed from ferric precursor and their colloidal magnetorheology2019

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, K.Kuruma, T.Murakami, T.Talahashi, K.sato, T.Naka, Y.Suzuki
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering

      巻: 479 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1088/1757-899x/479/1/012043

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Synthesis of nanocomposite particles and colloidal additive manufacturing for SOFC2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      Virtual 45th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites 2021,Webinar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stimuli Responsive Rheology of Suspensions for 3D Printing and Soft Robotics2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      Smart MADE 202
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetite Mesocrystals Synthesized through Reductive Hydrolysis and their Magnetorheology2019

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, K.Sato, Y.Susuki, T. Naka
    • 学会等名
      XVI ECerS Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Faceted Magnetite Microparticles and Their Magnetorheology2019

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, K.Sato, Y.Suzuki, T.Naka, M.Nakano
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isotropic and Anisotropic Crystalline Growth of Magnetite Nanostructures in Polyols2019

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, Y.Yamanaka, M.Osada
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Octahedral Magnetite Microparticles Synthesized by Polyol Method and Their Effect on Magnetorheology2019

    • 著者名/発表者名
      H. Abe
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Electrorheological Fluids and Magnetorheological Suspensions (ERMR 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solvent-free direct deposition of ceramic components for energy application2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      14th International ceramic Congress (CIMTEC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct colloidal writing of three-dimensional ceramic green structures2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      The 71st IIW ANNUAL ASSEMBLY
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetite mesocrystallization in ethylene glycol mediated synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, . Sato,T. Naka, Y. Suzuki
    • 学会等名
      The 3rd international symposium on creation of life innovation materials for interdisciplinary and international researcher development (iLIM-3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spherical Magnetite Mesocrystallization under Reductive Solvothermal Condition2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      Workshop on Advanced Inorganic Materials (WAIM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Strategy for Secondary Structures of Ferrite Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Microwave Materials and their Applications 2018 (MMA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mesocrystallization from Sparingly Soluble Compound under Reductive Hydrothermal Condition2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      14th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XIV)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetite nanocrystal clusters transformed from ferric precursor and their colloidal magnetorheology2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on New Material and Chemical Industry (NMCI 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Applications of Magnetite Mesocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      4th International Conference on Nanojoining and Microjoining 2018 (NMJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノ粒子分散系の刺激応答化とソフトな材料開発2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 浩也
    • 学会等名
      セラミックスナノ材料、インテグレーション研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Colloidal Magnetorheological Fluid for Passive Haptic Interface2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technology (CICMT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetorheological Nano-Fluids as Soft Joining Materials for Soft Robotics2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      70th IIW Annual Assembly and International Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and characterizations of colloidal magnetorheological fluid for soft-robotics2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe
    • 学会等名
      Workshop on Advanced Inorganic Materials (WAIM 2017),
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Spherical Magnetic Nanoclusters and their Magnetorheological Effect2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Abe, Kazuyoshi Sato, Yoshikazu Suzuki, Takashi Naka
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017 (ICMaSS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 磁性粒子及びその製造方法2017

    • 発明者名
      阿部 浩也、來間和男
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-172761
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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