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感温性ゲル微粒子の運動により誘起される流動および熱輸送

研究課題

研究課題/領域番号 17K06191
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 熱工学
研究機関金沢大学

研究代表者

長谷川 雅人  金沢大学, 機械工学系, 助教 (40324107)

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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード感温性ゲル / 粒子運動 / 伝熱促進 / 機能性粒子 / 対流
研究成果の概要

温度による体積の変化が顕著である感温性ゲルの微粒子を液中に分散させることにより,通常安定成層を形成する上部加熱系において粒子の浮沈によって生じる流動,あるいは粒子自身による熱輸送などを発現させることを目標として,まず粒径の均一な感温性ゲル粒子の作成方法を考案し実際に作成を行った.ゲル粒子は上部加熱系において反復的な運動を示し,粒子径によりその運動の様態が異なることが明らかになった.実験的に求めた粒子および周囲流体の物性値を利用して粒子運動の解析を試み,温度応答の遅れを仮定することで反復的な運動が起こりうることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において主要な物質として利用したN-イソプロピルアクリルアミドのゲルは転移温度を境に低温側で膨潤,高温側で収縮し特に水中における体積変化は顕著であるが,この点に着目し熱流体工学の分野での利用を試みた研究例は少ない.本研究によって得られた,粒子生成方法,粒子の膨潤収縮特性,運動特性などの結果は,未解決の課題も含め,今後熱流動・伝熱現象への応用を目指した研究を進展させるうえで有用な知見となるものと考える.

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

    (6件)

すべて 2020 2019 2017

すべて 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 (5件)

  • [雑誌論文] Generation of Monodispersed Spherical Thermosensitive Gels and Their Swelling and Shrinking Behaviors in Aqueous Polymeric Solutions2020

    • 著者名/発表者名
      Raden Rinova Sisworo, Masato Hasegawa, Kousuke Nakashima, Yu Norimatsu, Yukio Tada
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10 号: 6 ページ: 2016-2016

    • DOI

      10.3390/app10062016

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] core-shell構造を有する感温性ゲルの付着について2020

    • 著者名/発表者名
      栗原 郁帆, 長谷川 雅人
    • 学会等名
      第57回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 温度勾配を有する液中における感温性ゲル粒子の反復運動2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 雅人, SISWORO Raden
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 感温性ゲルの高分子水溶液中における挙動2019

    • 著者名/発表者名
      乗松 悠右, SISWORO Raden, 長谷川 雅人
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部 第56期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 各種水溶液中における感温性ゲルの挙動2017

    • 著者名/発表者名
      山本 和也, 島田 敏広, SISWORO Raden, 長谷川 雅人, 川端 信義
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 感温性ゲルの単分散球形粒子作成2017

    • 著者名/発表者名
      中嶋 晃祐, 乗松 悠右, Sisworo Raden, 長谷川 雅人, 川端 信義
    • 学会等名
      2017年度日本機械学会年次大会
    • 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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