| 研究課題/領域番号 |
20H02085
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
長野 方星 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10435810)
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| 研究分担者 |
岡 智絵美 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70823285)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | ループヒートパイプ / 多孔質 / 濡れ性 / 二相流 / 熱輸送デバイス / 磁性ナノ粒子 / 多孔体 / 蒸発 / 熱輸送 / キャピラリー / 化学修飾 / 赤外 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化学修飾を多孔体に施すことで濡れ性が大きく制御できることに着目し，溶液プロセスによる多孔体の内部まで親水化する手法を構築するとともに，これまで確立されていないナノスケールでの濡れ性・熱伝達性能を評価できる手法を新たに構築する。次に構築した手法を用いて化学修飾キャピラリーの濡れ特性制御メカニズムを実験的に明らかにすることで，化学的濡れ性が蒸発熱伝達に与える影響を明らかにする。さらに，多孔体への浸透圧効果を直接観察し，熱輸送機構への効果を実験的に検証することで，多孔体界面での蒸発熱伝達の理論限界を超える新たな熱輸送メカニズムの創出を目指す。
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| 研究成果の概要 |
高性能な多孔体特性および相界面幾何学形状に基づいて多孔体を製作し，熱輸送デバイスに組み込むことでシステムとしての性能を明らかにした。熱輸送デバイスとしては薄型，小型，大型と異なるシステムに基づく最適条件を設定し，指針に基づくデバイス設計，製作を行った。また，新たな多孔体粒子配向制御方法として磁性ナノ粒子を鋳型とした一方向性多孔体製造方法を提案し，異なる樹脂および製造条件で複数の多孔体試作を行った。その結果，磁場の印加条件，磁性ナノ粒子鎖除去条件により多孔体特性が大きく異なることが明らかとなった。また，熱輸送デバイスとして好ましい特性が得られる多孔体製造条件を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電力を用いることなく熱輸送が可能なループヒートパイプは次世代の熱輸送技術として中毛されている。しかしながら動作原理となる多孔体表面での気液相変化過程は明らかになっておらず性能向上指針も明らかではなかった。本研究は多孔体表面での気液相変化過程の理解に基づく表面改質と幾何学形状最適化により性能向上を図ることに成功した。また，化学的手法による高度に一次元配向した多孔体の製作も試行し，その実現性も検証することができた。
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