| 研究課題/領域番号 |
18K13696
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
清水 信 東北大学, 工学研究科, 助教 (60706836)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 熱ふく射 / シリカエアロゲル / フォトニック構造 / 熱放射 / フォトニックバンドギャップ / 低熱伝導率 / フォトニック結晶 |
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| 研究成果の概要 |
一般に熱ふく射による熱輸送は温度や放射体の物性によって決定されるが、熱放射強度の波長分布（スペクトル）制御により従来にはない高効率な熱輸送が可能となる。
フォトニック構造は周期的多層膜により特定波長域の透過率をほぼゼロにすることが可能であり、本研究では屈折率と熱伝導率が極めて低いシリカエアロゲルを用いたフォトニック構造を実現することで、対流等の表面からの熱輸送は小さく、特定波長域の熱放射のみを抽出し熱輸送する技術を開発した。これによって従来の熱輸送制御技術にはない、有効な熱ふく射のみによる高効率熱輸送が実現可能となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
応用物理学や機械工学の一分野である熱工学では、熱放射を「光」ではなく「熱」として認識し，それを利用する学問的・工学的体系を構築してきた。通常、温度の関数として決定される熱放射強度の波長分布（スペクトル）の形状を「光学」の基盤技術を用い制御することで高効率な熱輸送の実現が可能となる。シリカエアロゲルという特異な低屈折率性と低熱伝導率性を有する材料を応用することで従来にはない熱制御技術基盤を構築したことが本研究の学術的意義である。また、このような先進熱マネジメント技術は熱システムの省エネルギー化や電子デバイスの放熱性能向上に寄与するものとして大きな社会的意義を持つと考えている。
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