| 研究課題/領域番号 |
21K03905
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
馬場 宗明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (10711773)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
|
|---|
| キーワード | 微細加工 / 滴状凝縮 / TSP / 可視化計測 / 伝熱促進 / jumping droplet / マイクロチャネル / 凝縮 / 可視化 / 超撥水 / 熱交換 / 濡れ性制御 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
パワーデバイスや高速通信機器等の高発熱デバイスの除熱を目的として、3次元マイクロ流路ネットワーク構造を持つ集積熱制御デバイス開発を行う。マイクロ流路およびナノ・マイクロ構造を基板に加工し、多層積層接合により製作する。微細な構造が相変化熱輸送現象に及ぼす影響を調べるために、熱制御デバイス内での気液流動挙動や非定常熱伝達について、高速度観察および感温性蛍光粒子（TSP）を用いた可視化定量計測を試みる。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、シリコンエッチング技術を用いて高密度マイクロ流路ネットワークを統合した集積熱制御デバイスの開発と高性能化のために必要な要素技術開発を行った。感温性蛍光粒子（TSP）を用いた可視化計測では、流動沸騰の気泡成長やドライパッチに伴う熱伝達率分布の変化を高い時空間分解能で観察することに成功した。また、自然界の超撥水表面を模倣したナノ・マイクロ階層構造を伝熱面に適用することで、凝縮液滴の成長および自発ジャンプの促進効果を確認することができた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、シリコンエッチング技術とナノ・マイクロ構造を用いて、効率的な熱制御デバイスの開発を行った。学術的意義としては、沸騰および凝縮現象のメカニズム解明に寄与する基盤的技術として可視化計測と伝熱促進のための微細加工技術の開発を行い、熱伝達率の向上を実証した。社会的意義としては、今後課題となる高性能電子機器の冷却効率向上に寄与し、省エネルギー化と機器寿命の延長への貢献が期待される。
|
