| 研究課題/領域番号 |
18H01371
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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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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 (2019, 2021)
大阪大学 (2018, 2020) |
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研究代表者 |
茂田 正哉 東北大学, 工学研究科, 教授 (30431521)
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| 研究分担者 |
田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (20243272)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | 流体工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，超臨界プラズマという特異物質相の流れを利用して，有機修飾複合ナノ粒子の生成量・サイズ・組成を制御しながらワンステップで大量合成するという新手法を流体工学的立場から確立することを目的とした。超臨界流体とプラズマを同時生成し，消耗電極を原料としてナノ粒子を形成する実験システムを構築した。実験と理論の両面から，高速のプラズマ流に逆らう金属イオン輸送メカニズムや，プラズマ外縁の流体力学的不安定性に起因する揺らぎとナノ粒子分布の相関を明らかにした。また，機能性合金ナノ粒子が集団形成する過程，異材コアシェル電極が混合液滴を形成しながら溶融離脱する現象なども数値解析的に明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機修飾により病変部位への送達性を付与した抗菌性光触媒ナノ粒子のワンステップでの高速合成が可能となり，工学的なブレークスルーによる医療分野発展の一助となる。また学問的観点から本プロセスを構成する個々の物理過程を見ると，電磁流体工学・熱工学・化学工学・材料工学にわたる分野横断型研究であるため，本研究を通して得られる学問的知見は，機能性ナノ材料合成システムの設計指針を与えるのみならず，各種工学分野と共有できる基礎資料を提供することになり，高い学術的貢献度が付随する。
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