| 研究課題/領域番号 |
21K03919
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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19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 青山学院大学 |
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研究代表者 |
麓 耕二 青山学院大学, 理工学部, 教授 (50259785)
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| 研究分担者 |
石井 慶子 青山学院大学, 理工学部, 助教 (80803527)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | マイクロスケール / 熱交換 / 熱流体 / カプセル / 相変化 / マイクロカプセル / 磁性流体 / 自然体流 / 熱伝達 / 相変化物質 / 磁性材料 / 高効率熱輸送 / 感温磁性体 / 伝熱促進 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，新規な伝熱促進技術の創成とその技術を応用した新たなサーマルコントロールデバイスの構築が切望されている．一方，伝熱促進を目的とした機能性流体(ナノ流体など)は，均一分散化に伴い壁面近傍での熱伝達は期待したほど高くない（流体単体に比べて約1.2倍程度）．これに対して，流体に均一分散された感温磁性マイクロカプセル(粒子)を磁場によって伝熱壁面近傍に偏らせることにより，高い熱伝達率を実現する．具体的には，①感温磁性マイクロカプセルの進化探求・高性能化，②偏流型機構の特性把握と偏流制御技術の調査，③パッシブ型熱輸送デバイスの開発と伝熱・流動特性調査を実施する．
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| 研究成果の概要 |
マイクロ・ナノテクノロジー分野において構造体の形成，物性解明，さらに新機能発現に関する学術的研究が着実な進展を見せている．これらは電子情報・通信分野のみならず環境・エネルギー分野において大きなイノベーションをもたらす可能性を秘めている．本研究は，マイクロカプセル化技術を進化させた新奇な機能性マイクロカプセル粒子を創成し，最先端潜熱蓄熱技術との融合によるマイクロスケールでの超高効率熱交換デバイスの開発を行った．具体的には感温磁性粒子および相変化物質(PCM)をドーピングさせた多機能性カプセルを創成する．さらにカプセルを含む分散媒体と管壁間の高効率熱移動に関する基礎的メカニズムの解明を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では分散媒体中の感温磁性材料を含んだマイクロカプセルを伝熱面へ集めることで熱交換性能を飛躍的に向上させるアクティブ熱制御デバイスを試作し，その有効性と適用範囲を検証するとともに不均一温度場における熱制御の可能性を見出した．これらの成果は電子情報・通信分野のみならず環境・エネルギー分野において大きなイノベーションをもたらす可能性を秘めている．一方，現在，環境負荷低減および産業競争力強化の両面からサーマルマネージメント技術の高度化に対する社会的要請にも応えることができる．
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