| 研究課題/領域番号 |
20K05444
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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32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
野本 知理 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (00510520)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 界面 / 界面張力 / マランゴニ流 / アクティブマター / 自己駆動系 / ソフトマター / 光散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は界面が関与する自己駆動系で重要となる不均一な界面張力分布と，温度分布・流速分布の時間依存性・位置依存性について，吸着分子源や熱源直近から評価可能な測定手法を開発することを目的とする。これにより，未だ不確定性要素が多い自己駆動系の駆動機構について，実験的な検証を可能にする。
このため，本研究では光反応で界面活性が変化する分子を用いて，特定領域に分子を吸着・脱離させることで界面張力を変化させて界面張力勾配を形成・制御する方法，熱により温度勾配を発生させることで界面張力勾配を制御する方法などを用いることで，界面張力勾配とマランゴニ対流の関係についての議論を可能にする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では当初，界面変形を伴わない界面張力勾配の形成・界面張力・流れ分布評価を試みたが，得られた系の界面張力変化が小さく流れも弱かったり，界面張力値も本来の値と乖離する場合があった。そこで測定系の工夫により界面変形の影響を受けにくくするのではなく，界面変形が起きてもその影響を補正可能な測定法の考案・構築を行い，樟脳船の運動機構について界面張力・表面流速の観点から議論を行った。今回開発した手法は本研究で目的とした界面張力をその変化源直近から評価するための手法としても汎用性が高く，不均一な界面張力と表面の流れの時間依存性・空間依存性の研究の応用範囲を今後さらに広げることが可能になると期待している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では界面の傾斜に対応した界面張力測定法としてQELS 法を拡張した手法を開発し，自走系の駆動メカニズムについての議論を行うことができた。純水表面の樟脳船の測定のように，界面変形に影響されない界面張力・表面流速測定法の開発により従来測定できなかった自走系の駆動力測定を実現したことは，自走系のメカニズムの理解に大いに資するものである。本研究の当初の目的である界面張力変化源近傍の評価についても，本研究により汎用性が高い手法をもたらすことができた。ゆえに本研究の成果をきっかけとして，不均一な界面張力分布・表面対流を伴う界面の研究に対する新しい視点をもたらされることが期待される。
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