| 研究課題/領域番号 |
18K04036
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
山本 健 関西大学, システム理工学部, 教授 (10370173)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 超音波 / キャビテーション / マイクロカプセル / 水中微生物 / 機械的共振 / ずり応力 / マイクロジェット / 超音波キャビテーション / プランクトン / 不活性化 / 球体破壊 / ソノケミストリー / 藻類 / 菌類 |
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| 研究成果の概要 |
音響パワーを一定にした数百kHz～数MHzの高周波超音波を球状微生物及びマイクロカプセルに照射し，ナノ粒子径分布測定装置を用いてサイズ分布評価を行い，超音波キャビテーションによる破壊状態を定量的に評価した．また，走査型プローブ顕微鏡のフォースカーブモードにより球状物体の弾性率計測を試み，その値を用いて主に共振による細胞壁または球殻の破壊メカニズムを理論的に検討した．球状微生物及びマイクロカプセルの破壊の周波数依存性を利用して，多分散粒子系において任意のサイズの対象のみを超音波で破壊することに成功した．一方，この特徴を利用すれば任意のサイズ以外を破壊することも可能となる十分な知見を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
数マイクロメーターから数百マイクロメーターの小さな水中の微生物やカプセルを薬品や機械工具等を用いずに超音波で破壊することに成功した．水中に強い超音波を照射すると超音波キャビテーションと呼ばれる数マイクロメーターから数百マイクロメーターの気泡が多数発生する．その気泡は超音波の圧力変化によって激しく振動するが，そのサイズや速度は周波数によって異なる．この性質を用いて，任意のサイズの水中微生物やカプセルを選択的に破壊することに成功した．工具等では小さくて壊しにくいたくさんの物体を，効率良く，しかも任意のサイズの物体だけを破壊することができる技術である．
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