| 研究課題/領域番号 |
21H01755
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
岡田 健 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90616385)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | グラフェン / 動電 / 流体 / 発電 / 流動 / エネルギー / 固液界面 / 電気伝導 / 流動界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
1兆個規模のセンサーによって様々な情報を収集・活用する将来像が想定されており、生活環境中の物理現象を利用したエネルギーハーベスティングの重要性が広く認識されている。本研究では液体流動と電子材料界面における動電現象に着目し、未だ科学的な理解が進んでいない物理描像全貌を明らかにすることで、発電だけでなく液体流動によって動作する革新的な電子デバイス創成を目的とする。
本研究は、電子材料微細加工・表面改質、及び物性解析に関する知見を活用し、界面の状態を操り・観ることで、流動によって誘起する界面動電現象の核を導き出す独創的な研究である。
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| 研究成果の概要 |
本研究では液体流動と電子材料界面における動電現象の物理描像を明らかにすることで液体流動によって発電、または動作する革新的な電子デバイス創成を目的とした。
流動相界面における動電現象は新たなエネルギー源としてだけでなく多様な応用展開が期待される。電子材料微細加工・表面改質、及び物性解析技術を駆使し、互いに影響を与える固相、液相、界面の状態を操り・観ることで流動によって誘起する界面動電現象の要素メカニズムを解明した。流動状態が電気特性に影響を与えることを電気計測、および分光測定によって実証し、新たなデバイス創成への可能性を示す成果を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は科学的理解が進んでいない液体流動と電子材料界面における動電現象のメカニズム解明と応用展開を目的とした。半導体・電子材料の微細加工改質技術を用いて流動状態を制御し、材料の電気伝導特性を計測することに成功した。また流体がトリガーとなる電子材料の電気伝導が流動状態や流体の電解質濃度などによって制御できる可能性を示した。これらの成果は将来的に革新的な電子デバイス創成に期待を持たせるものである。また新たなエネルギー源としての評価にも成功している。本研究で示したこれらの成果は、これまで接点のなかったエレクトロニクス分野と流体力学分野を結ぶ新たな学際領域開拓に貢献する点で意義があるといえる。
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