| 研究課題/領域番号 |
19K21928
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)
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| 研究分担者 |
工藤 正樹 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (60634524)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | セルロースナノファイバー / フィラメント / 紡糸 / フォノンエンジニアリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CNF材料のさらなる高付加価値化を狙って、高い熱伝導率を有するセルロースナノファイバー材料を開発することを目指す。そのために、CNF分散液を縮流しながらゲル化する「Flow Focusing法」によって強配向フィラメント（糸）を作製し、配向度と熱伝導率の相関や乾燥や引っ張り印加の影響およびそのメカニズムを明らかにする。フォノン輸送の観点から微視的に熱伝導を理解・制御する「フォノンエンジニアリング」技術を駆使し、それらで得られる知見にもとづいて作製方法を革新する。さらに、フィラメントを連続的に巻き取る紡糸技術を開発して基板や布などの「バルク材」に仕立て上げる。
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| 研究成果の概要 |
セルロースナノフィブリル（Cellulose Nano Fibril、CNF）をもとにした材料の高付加価値化を狙って、熱伝導率が高いCNFフィラメントの開発を行った。Flow Focusing法を用いて適切な塩やポストプロセスによって、熱伝導率が10W/mKを超えるCNFフィラメントを得ることに成功した。また、CNFフィラメントを凝固浴から取り出し、微小張力検知機構を経てスプールに固定し、連続的に巻き取るシステムを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノセルロースの技術を森林産業の育成や低炭素社会の実現に繋げるためには、ナノセルロース材料の機能のさらなる多岐化および高付加価値化が必要であり、熱機能はその候補の１つである。一方で、放熱材としての研究はこれまで少なく、本研究による高い熱伝導率を有するCNFフィラメントの実現は、生分解性を有しフレキシブルな熱マネージメント新材料として、例えば電子デバイスの基板などへ応用が期待できる。
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