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高耐熱性を有する蓄熱結晶性ゲルマイクロ「カプセル」の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K05228
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35020:高分子材料関連
研究機関山形大学

研究代表者

宮 瑾  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (30631759)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード蓄熱 / 高耐熱性 / 結晶性ゲル / カプセル / マイクロカプセル
研究成果の概要

近年、安全で安心便利なエネルギー貯蔵技術の相変化潜熱蓄熱材が非常に注目されている。相変化蓄熱材が内包されたマイクロカプセルは、床暖房、寝具など、様々な産業分野において用いられている。しかし、既存の蓄熱カプセル作製する技術のほとんどは、パラフィン等の低分子相変化材料を内包するため、カプセル壁の破壊、芯物質の漏洩、さらに、パラフィンの引火の危険性等の問題がある。こうした問題を根本的に解決するために、本研究では、ゲルの三次元網目構造に結晶成分を導入することにより、芯物質漏洩の問題が存在しない高耐熱性を有する蓄熱結晶性ゲルマイクロ「カプセル」(粒子)の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、新しい方法で、シェルとコアの境界をなくした新しい構造を有する結晶性ゲルマイクルカプセル(C-gel MC)を提案し、開発を行った。C-gel MCでは、内包するものは、壁材と同じく架橋した高結晶性ゲルから構成しており、充填や漏洩の問題自体が存在しない。
本研究のC-gel MCは、従来技術におけるシェル破壊、芯物質の漏洩、パラフィンの引火の危険性等の諸問題を根本的に解決できる。さらに、C-gel MCの網目・結晶構造―機能の相関性を解明することで、新規高耐熱性蓄熱材の分子設計に学術的に重要である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Transparency of Temperature-responsive Shape-memory Gels Tuned by a Competition between Crystallization and Glass Transition2020

    • 著者名/発表者名
      Wang You-Hao、Gong Jin、Hu Wen-Bing
    • 雑誌名

      Chinese Journal of Polymer Science

      巻: 38 号: 12 ページ: 1374-1381

    • DOI

      10.1007/s10118-020-2456-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal Transition Behavior and Thermal Properties of Thermal-Energy-Storage Copolymer Materials with an n-Behenyl Side-Chain2019

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Mao, Jin Gong*, Meifang Zhu*, Hiroshi Ito*
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 11 号: 9 ページ: 1512-1512

    • DOI

      10.3390/polym11091512

    • 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] A 3D Printable Thermal Energy Storage Crystalline Gel Using Mask-Projection Stereolithography2018

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Mao, Takuya Miyazaki, Kohei Sakai, Jin Gong, Meifang Zhu and Hiroshi Ito
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 10 号: 10 ページ: 1117-1117

    • DOI

      10.3390/polym10101117

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Excellent Thermal Stability P(BeA-co-MMA) Microcapsules with High Thermal Energy Storage Capacity2018

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Mao, Jin Gong, Meifang Zhu, Hiroshi Ito
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 150 ページ: 267-274

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.07.040

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高耐熱性をもつ蓄熱結晶性ゲル粒子の作製2020

    • 著者名/発表者名
      宮瑾, 毛宇辰, 荒和洋, 八矢樹, 酒井康平
    • 学会等名
      2020年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 肌温において熱応答性をもつゲルの結晶構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      宮瑾, 荒和洋, 八矢樹
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ゲル微粒子を用いた感温性多孔質フィルムの構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      宮瑾, 酒井康平, 荒和洋, 八矢樹, 伊藤浩志
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 肌温における感温性ゲル微粒子の作製および評価2020

    • 著者名/発表者名
      荒和洋, 宮瑾
    • 学会等名
      2020年繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Temperature-sensitive Microporous Film Based on Crystalline Gel Particles2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakai, ○Jin Gong*, Hiroshi Ito*, Kosei Sato, Kazuhiro Hamada
    • 学会等名
      35thInternational Conference of the Polymer Processing Society (PPS-35)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characteristics of Shape-Memory-Gel Particles2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ara, Jin Gong*
    • 学会等名
      The 2nd International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University (2nd IPOMY)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Printable Thermal-Energy-Storage Crystalline Gels Using Mask-Projection Stereolithography2019

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Mao, Takuya Miyazaki, Kohei Sakai, ○Jin Gong*, Meifang Zhu, Hiroshi Ito
    • 学会等名
      35thInternational Conference of the Polymer Processing Society (PPS-35)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Crystalline Gel Particles and Their Use in Temperature-sensitive Microporous Film2019

    • 著者名/発表者名
      Jin Gong, Kohei Sakai, Hiroshi Ito, Kosei Sato, Kazuhiro Hamada
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University (IPMOY)
    • 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] Thermal Energy Storage P(BeA-co-MMA) Microcapsules with Excellent Thermal Stability2018

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Mao, Jin Gong, Meifang Zhu, Hiroshi Ito
    • 学会等名
      First International Conference on 4D Materials and Systems (4DMS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Printable Energy Storage Crystalline Gels Using Mask-Projection Stereolithography2018

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Mao, Takuya Miyazaki, Kohei Sakai, Jin Gong
    • 学会等名
      First International Conference on 4D Materials and Systems (4DMS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3Dプリント可能な蓄熱結晶性ゲルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      宮瑾, 毛宇辰, 宮崎琢弥, 酒井康平
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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