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微粒子核生成舞台の溶液構造デザインとメガヘルツ超音波振動の適用

研究課題

研究課題/領域番号 17K06025
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関有明工業高等専門学校

研究代表者

榎本 尚也  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (70232965)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード微粒子合成 / 核生成 / 溶液構造 / 水・エタノールクラスタ / エイジング / 単分散球 / シリカ / チタニア / ソフトソニケーション / 超音波 / 水エタノールクラスタ / 単分散シリカ球 / メソポーラスシリカ / 熟成 / ナノ粒子 / 出発溶液 / メガヘルツ超音波
研究成果の概要

溶液反応で機能性微粒子を合成するとき、原料とされる出発溶液は「目で見て透明」であれば「分子・イオンレベルで均一」とみなされる(誤認される)ことが多い。本研究では「”溶解”とは妖しく怪しい、まさに”妖怪”なり」をスローガンとし、形の揃ったセラミック球状粒子(SiO2, TiO2)を題材として、微粒子生成の舞台となる出発溶液に様々な刺激を与えて得られた微粒子を精査した結果、「目に見えないレベルの不均一」が微粒子の大きさの制御因子となることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、代表的な相溶系である水・エタノールでも微視的不均一があることが示唆された。この成果は材料プロセス/微粒子合成に留めることなく、広く学際的な展開を期待する。本研究で用いられた水・エタノール混合系の経時変化は「酒の熟成」として知られているが、そこにはクラスタ構造の物理的変化以外に化学的な成分変化も伴い、しかも味覚の絶対的数値化は甚だ困難に思える。本研究で実施したのは単なる粒径測定のみで再現性はある。微粒子合成>粒径測定という地味な操作で得られる成果がクラスタ構造の良いプローブとなることを期待したい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Aging of starting solution for nanoparticles synthesis and application of two different sonication2020

    • 著者名/発表者名
      N. Enomoto, M. Matsuo, M. Inada, K. Hayashi, J. Hojo
    • 雑誌名

      Ultrasonics Sonochemistry

      巻: 67 ページ: 105142-105142

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2020.105142

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Aging starting solution as a novel parameter for nanoparticle synthesis and ultrasound as a novel tool for aging promotion2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Enomoto
    • 学会等名
      Asia-Oceania Sonochemical Society Conference 2019 (AOSS-4)
    • 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] セラミックスのソノプロセス/強い超音波と弱い超音波の物理と化学2018

    • 著者名/発表者名
      榎本 尚也
    • 学会等名
      第6回MFD研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単分散セラミック球の核生成デザイン2018

    • 著者名/発表者名
      松尾美波、榎本尚也
    • 学会等名
      第29回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 単分散性メソポーラスシリカ球合成における出発溶液のエイジングの影響2018

    • 著者名/発表者名
      西村優作、榎本尚也
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] セラミック微粒子の液相合成で気になる点2017

    • 著者名/発表者名
      榎本 尚也
    • 学会等名
      平成29年度全国高専フォーラム(長岡)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Sonoprocess of Iron-based Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Enomoto
    • 学会等名
      3rd Meeting of the Asia-Oceanian Society of Sonochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 国立高専研究者情報ポータル

    • URL

      https://research.kosen-k.go.jp/researcher-list/naoya_enomoto

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 国立高専研究情報ポータル

    • URL

      https://research.kosen-k.go.jp/researcher-list/?page=1&limit=30&affiliationId=6696000000

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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