| 研究課題/領域番号 |
20K12275
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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64050:循環型社会システム関連
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| 研究機関 | 東京工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
小山 幸平 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (40597845)
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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 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 撥水性 / ロータス効果 / ピン止め力 / 接触角 / 流体力学 / 濡れ性 / 液滴 / スケール / 温泉水 / 再生可能エネルギー / ピン止め効果 / 地熱発電 / 自然エネルギー利用 / 未利用エネルギー / 懸濁液 / スケール付着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地下熱水の有効利用は、我が国が世界有数の地下熱資源国であることから、エネルギー・環境問題の解決手法のひとつである。しかし、地下熱水の利用にあたっては、腐食や閉塞を引き起こすスケール（汚れ）付着問題が未解決である。本研究では、ハスの葉表面が撥水性を示すロータス効果に着目し、金属材料表面に人工的にロータス効果を付与し、多成分を含有する液体に対するアンチスケール手法を開発することを目的とする。これにより、スケール付着による洗浄や配管交換など温泉水利用を妨げる問題が解決され、地球環境に負荷をかけないエネルギーとして地熱発電の具現化が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，SUS430製の円錐型試験片に液滴を滴下し，接触角を測定することで，ピン止め力を求めた．実験では，半径が 0.25～1.15 mm，屈曲角が45～105°となる円錐台試験片を用いて実験を行った．試験片に液滴を滴下したのち，接触角計で液滴の接触角を測定し，その値に基づきピン止め力の算出を行った．
その結果，円錐半径とピン止め力の関係を明らかにした．また，ピン止め力を円錐半径で表す関係式を得た．SUS430と蒸留水では最大ピン止め力を示し，液滴が円錐表面に留まらず落下する理由も明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は，材料表面で液体が撥水性を示す性質であるロータス効果を効率的に発生させる材料の開発に寄与することができる．接触角と材料表面の微細形状との関係を解明したことで，撥水性を考慮した材料設計をすることができる．撥水性は，地熱発電のような温泉利用設備におけるスケール付着を防止する効果が期待されている．本研究成果は，地熱発電普及を阻害する要因となっている温泉スケールの対策に応用することができる．
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