| 研究課題/領域番号 |
18H01377
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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19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
児玉 高志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (10548522)
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| 研究分担者 |
志賀 拓麿 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (10730088)
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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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
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| キーワード | ナノスケール伝熱 / カーボンナノチューブ / 高熱伝導材料 / 分子内包効果 / 熱電変換材料 / ナノ/マイクロ加工 / 原子間力顕微鏡 / 熱工学 / 単一ナノ構造材料 / 熱電変換 / 高熱伝導材 / ナノスケール熱伝導 / マイクロ/ナノ加工 / ナノ・マイクロ加工 / 熱拡散材料 / 熱伝導 / ナノファブリケーション / マイクロ加工 / サスペンションデバイス |
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| 研究成果の概要 |
カーボンナノチューブ(CNT)は分子内包やバンドル構造化により熱伝導性がナノレベルで変調されることが報告されており、ナノレベルからマクロスケールまで幅広い形態のCNT材料に対して一貫した熱伝導評価が重要となっている。本研究では、既存の測定手法であるマイクロデバイス定常法、および新たに開発したバルク四端子熱計測法によってCNTの分子内包効果の検証実験とCNTバルク構造体の熱伝導性の階層評価を行った。研究の結果、Sp3系炭素原子の内包によってCNTの熱伝導率の増強効果を実証した他、バンドル化による熱伝導率の大きな抑制効果を確認するなど、CNTの熱伝導性に関する新たな学理の構築に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CNTは単一チューブレベルで優れた熱伝導体であり、フレキシブル熱拡散材料や熱界面材料、熱電変換材料などの熱デバイスへの応用が嘱望されている。しかしながら、応用に必須であるCNTバルク構造体においては熱伝導率の大幅な低下など、ナノレベルとは異なる挙動を示すことが報告されており、また、CNT内部の空間に分子を内包させることでその熱伝導性を変調させることが可能であることが明らかになっているが、実験による報告例は少ない。そのためCNTという優れた素材を産業応用する上でナノからマクロまで幅広い形態の伝導メカニズムの解明が不可欠であり、本研究成果は材料開発の観点から重要な知見を提供していると考えられる。
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