• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

高濃度電解質液体の電気二重層相互作用と非平衡ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 18K03563
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
研究機関九州大学

研究代表者

名嘉山 祥也  九州大学, 工学研究院, 准教授 (10422982)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードコロイド / レオロジー / 電気泳動 / 流動様式 / 電気二重層 / 電解質溶液 / 界面動電現象
研究成果の概要

コロイド分散系に外場をかけると,電気泳動と呼ばれるコロイド粒子の運動が生じる.強い外電場における電気泳動の非線型応答の物理ついて明らかにした.外場の強さの増加とともに,電気泳動易動度は一定である線型応答領域をへて易動度が増かしたのち飽和する.このときの非線形応答と電気二重層ダイナミクスの関係について明らかにした.そして,分散媒がニュートン流体でなく高分子溶液のような粘弾性流体である場合のせん断レオロジーについて検討した.実験的に観測されていた希薄分散系における弾性シアシックニングのメカニズムを解明し,直接数値計算による定量予測に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線型電気泳動は水溶液系のみならず,特に低誘電率の有機溶媒系などにおける微粒子の運動において重要になる界面動電現象である.従来の電気泳動の理解は比較的低い電場で起こる線型応答の範囲にとどまっていた.本研究は,非線型電気泳動について基礎的な知見を与える.そして,コロイド分散系のレオロジーの理論的理解は,ニュートン流体系についての知見がほとんどであるが,工業材料などはじめてとして,分散媒が粘弾性流体である場合もおおく,学術的にも工業的にも粘弾性分散系の理解が求められている.本研究の知見は,複雑流体分散媒の工業材料の流動プロセスに対しる基礎的な知見を成す.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 15件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Distributive mixing characteristics of a Dulmage-type screw for a single-screw extruder: Experimental and numerical evaluation2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Koichi、Nakayama Yasuya、Kajiwara Toshihisa
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal Advances

      巻: 7 ページ: 100137-100137

    • DOI

      10.1016/j.ceja.2021.100137

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Smoothed profile method for direct numerical simulations of hydrodynamically interacting particles2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Ryoichi、Molina John Jairo、Nakayama Yasuya
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: - 号: 16 ページ: 4226-4253

    • DOI

      10.1039/d0sm02210a

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction of shear thickening of particle suspensions in viscoelastic fluids by direct numerical simulation2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Yuki、Nakayama Yasuya、Kajiwara Toshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 913

    • DOI

      10.1017/jfm.2021.5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flow Classification and Its Application to Fluid Processing2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Yasuya、Kajiwara Toshihisa
    • 雑誌名

      MATEC Web of Conferences

      巻: 333 ページ: 02001-02001

    • DOI

      10.1051/matecconf/202133302001

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ダルメージ型スクリュの形状と分配混合性能の相関評価2020

    • 著者名/発表者名
      木村公一, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
    • 雑誌名

      日本製鋼所技報

      巻: 71 ページ: 69-75

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of viscoelasticity on shear-thickening in dilute suspensions in a viscoelastic fluid2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Yuki、Nakayama Yasuya、Kajiwara Toshihisa
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 16 号: 3 ページ: 728-737

    • DOI

      10.1039/c9sm01736d

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Partially Filled Flow Simulation Using Meshfree Method for High Viscosity Fluid in Plastic Mixer2019

    • 著者名/発表者名
      Sekiyama K.、Yamada S.、Nakagawa T.、Nakayama Y.、Kajiwara T.
    • 雑誌名

      International Polymer Processing

      巻: 34 号: 2 ページ: 279-289

    • DOI

      10.3139/217.3727

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing characteristics of different kneading elements: An experimental study2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Yasuya、Esaki Satoshi、Nakao Kenta、Kajiwara Toshihisa、Takeuchi Takahide、Kimura Koichi、Tomiyama Hideki.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2139 ページ: 020005-020005

    • DOI

      10.1063/1.5121652

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of melt-mixing in extrusion: Finite-time Lyapunov exponent and flow pattern structure2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Yasuya、Hiroki Takemitsu、Kajiwara Toshihisa、Kimura Koichi、Takahide Takeuchi、Tomiyama Hideki
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2065 ページ: 030032-030032

    • DOI

      10.1063/1.5088290

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving mixing characteristics with a pitched tip in kneading elements in twin-screw extrusion2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Hiroki Takemitsu, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takahide Takeuchi, Hideki Tomiyama
    • 雑誌名

      AIChE J.

      巻: 64 号: 4 ページ: 1424-1434

    • DOI

      10.1002/aic.16003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 溶融混練部のシミュレーションによる研究とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      名嘉山祥也, 梶原稔尚
    • 雑誌名

      プラスチックスエージ

      巻: 64 ページ: 51-57

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 単軸押出機のフィン型混練スクリュの分配混合性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      木村公一, 富山秀樹, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
    • 雑誌名

      Seikei-Kakou

      巻: 30 ページ: 445-451

    • NAID

      130007890654

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 粘弾性流体中に微粒子が分散した系のレオロジーの直接数値計算2021

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 松岡 佑樹, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第32回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダルメージ型スクリュによる単軸スクリュ押出機の混合特性:非単調な操作条件依存性2021

    • 著者名/発表者名
      山田真生, 名嘉山祥也, 梶原稔尚, 木村公一
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダルメージ型スクリュによる単軸スクリュ押出機の混合特性:非単調な操作条件依存性2021

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 木村 公一, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      第69回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダルメージ型スクリュによる単軸スクリュ押出機の混合特性: 非単調な操作条件依存性2021

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 木村 公一, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      化学工学会第87年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of shear thickening of particle suspensions in viscoelastic fluids by direct numerical simulation2021

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      化学工学会第87年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Elastic shear-thickening in dilute suspensions in viscoelastic fluids2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Yuki Matsuoka, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      International Workshop on Machine Learning for Soft Matter
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粘弾性流体中に微粒子が分散した系のレオロジーの直接数値計算2020

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 松岡 佑樹, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第31回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 単軸押出機用フィン型スクリュの分配混合性能の変動メカニズムの調査2020

    • 著者名/発表者名
      木村公一, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第31回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘弾性流体中の分散系における shear-thickening2020

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 松岡 佑樹, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘弾性流体中の分散系におけるシアシックニング2020

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 松岡 佑樹, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Time-domain microrheological evaluation of colloidal suspensions2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Yuki Matsuoka, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      XVIIIth International Congress on Rheology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rheological evaluation of particle suspensions in viscoelastic fluids using the smoothed profile method2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Yuki Matsuoka, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      XVIIIth International Congress on Rheology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear-thickening in a dilute suspension of spheres in a weakly viscoelastic fluid: an approach with a direct numerical simulation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsuoka, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      Annual European Rheology Conference 2019 (AERC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘弾性流体中希薄粒子分散系のshear thickening現象に関する直接数値計算2019

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      日本レオロジー学会 第46年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct numerical simulation of shear-thickening in dilute suspensions in a viscoelastic fluid2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsuoka, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow classification and its application to fluid processing2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘弾性流体中粒子分散系レオロジーの直接数値計算:粒子体積分率の影響2019

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      第67回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 流動プロセスの流れ場のトポロジー2019

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      第27回プラスチック成形加工学会秋季大会 成形加工シンポジア'19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Stochastic Smoothed-Profile 法とサスペンションにおけるブラウン運動2019

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      粉体工学会2018年度第2回 「西日本談話会」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘弾性流体中の粒子分散系の振動せん断レオロジー2019

    • 著者名/発表者名
      上村 尭巳, 松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      第22回化学工学会学生発表会(岡山大会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘弾性流体中の分散系におけるシアシックニング2019

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 松岡 佑樹, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      化学工学会 第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Flow field classification and melt-mixing characteristics in extrusion2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama
    • 学会等名
      IPOMY The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粘弾性流体中の粒子分散系の直接数値計算 : 希薄粒子分散系におけるshear thickening現象2019

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      化学工学会 第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of Distributive Mixing Performance of Fin Type Screw for Single-Screw Extruder2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kimura, Hideki Tomiyama, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      34th International Conference of the Polymer Processing Society (PPS-34)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of melt-mixing in extrusion: finite-time Lyapunov exponent and flow pattern structure2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Hiroki Takemitsu, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takahide Takeuchi, Hideki Tomiyama
    • 学会等名
      34th International Conference of the Polymer Processing Society (PPS-34)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear Electrophoresis in the Salt-free Limit2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Ito, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      The 7th Pacific Rim Conference on Rheology (PRCR 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気二重層の理論と直接数値計算2018

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Impacts of Pitched Tips of Kneading Element in Twin-Screw Extrusion: Tuning Flow Pattern and Mixing Performance2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Hiroki Takemitsu, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takeuchi Takahide, Tomiyama Hideki
    • 学会等名
      Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF’18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear Electrophoresis in the Salt-free Limit2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低塩濃度極限における非線型電気泳動2018

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 直接数値計算による粘弾性流体中微粒子分散系の流動挙動解析2018

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フィン型混練スクリュの分配混合性能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      木村公一, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低塩濃度極限における非線型電気泳動2018

    • 著者名/発表者名
      名嘉山 祥也, 伊藤 恵, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 単軸混練スクリュの分配混合性能におけるスクリュ回転数依存性の調査2018

    • 著者名/発表者名
      木村公一, 名嘉山祥也, 梶原稔尚
    • 学会等名
      第26回プラスチック成形加工学会秋季大会 成形加工シンポジア'18(浜松)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Shear-thickening in a dilute suspension of spheres in a weakly viscoelastic fluid: an approach with a direct numerical simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsuoka, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      Soft Matter Physics: from the perspective of the essential heterogeneity, Nishijin Plaza
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MIXING CHARACTERISTICS OF DIFFERENT KNEADING ELEMENTS IN A TWIN-SCREW EXTRUDER: A NUMERICAL STUDY AND AN EXPERIMENTAL VERIFICATION2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuya Nakayama, Hiroki Takemitsu, Satoshi Esaki, Toshihisa Kajiwara, Koichi Kimura, Takeuchi Takahide, Tomiyama Hideki
    • 学会等名
      Asian Workshop on Polymer Processing 2018 (AWPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EVALUATION OF DISTRIBUTIVE MIXING PERFORMANCE OF FIN TYPE SCREW FOR A SINGLE SCREW EXTRUDER2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kimura, Yasuya Nakayama, Toshihisa Kajiwara
    • 学会等名
      Asian Workshop on Polymer Processing 2018 (AWPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘弾性流体中の分散系レオロジーの直接数値計算2018

    • 著者名/発表者名
      松岡 佑樹, 名嘉山 祥也, 梶原 稔尚
    • 学会等名
      粉体工学会2018年度第2回 「西日本談話会」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 第1章1 溶融混練の基礎理論と現状 in 樹脂の溶融混練・押出機と複合材料の最新動向 監修: 田上秀一2018

    • 著者名/発表者名
      名嘉山祥也
    • 総ページ数
      237
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313986
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi