| 研究課題/領域番号 |
19K04224
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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19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
佐竹 信一 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 教授 (90286667)
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| 研究分担者 |
谷口 淳 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 教授 (40318225)
安藤 格士 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 准教授 (30385546)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019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 | 屈折率調整法 / ナノインプリント法 / 全反射蛍光顕微鏡 / UV硬化樹脂 / 分子動力学法 / ナノステップ構造 / モスアイ構造 / デジタルホログラフィックPTV / ブラウン動力学 / インデックスマッチング法 / ブラウン動力学法 / 全反射顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究グループは，伝熱実験に必要な様々な種類のナノ表面を作製でき，評価結果を受けて，ブラウン動力学シミュレーションで最適と考えられる構造を作って，評価していく。また，最終的にはデバイスを作製するために，大面積化と量産手法の確立は必要となるため，本グループは，作製から実用化までを担うことができる。また，数値シミュレーションによって示唆される最適な微細構造によって生じる界面近傍のサブマイクロメートルの熱流動変化をTIRFM可視化実験で評価する。
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| 研究成果の概要 |
UVナノインプリント法によって作製されたナノステップにおいて、水で屈折率調整法を用いてナノサイズのステップ構造上でナノ粒子の3次元運動を理解するために、全反射蛍光顕微鏡の3次元化可視化を実行した。ナノステップはUV硬化樹脂で作られ、その屈折率が水と同じである。実験による水におけるステップの近くで蛍光ナノ粒子の運動によって得られる拡散係数は、光学ひずみなしに捕えられることができた。ステップのエッジに沿った拡散係数は、ステップの上より大きい。同様の系で分子動力学シミュレーションも、ナノサイズのステップの近くで拡散係数を計算するために行った。計算結果は、実験的な観察と質的に類似している結果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で用いる表面作製手法ではテーパー状の高アスペクト比の針状構造を容易に得ることができ，独創性が高く優位な技術であり，実在の蒸発を制御するために最適な伝熱デバイスの設計を見込むことができる。さらに計測手法も水中に限定しているため，生物医学系の計測が水を媒体する中で行われることに対して親和性が高い。UV硬化型樹脂を使用したナノインプリントリソグラフィ―を使うことで大面積・大量生産に向いていることから，シート状に印刷をするように作製が可能であり，低価格で大量生産できる可能性がある。
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