| 研究課題/領域番号 |
21K18686
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
高橋 勉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20216732)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | レオメトリー / ナノインデンテーション試験 / 球状圧子 / 塗布 / ゲル / ペースト / インデンテーション試験 / 分散系流体 / ナノインデンテーション / レオロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ペーストやクリーム状の懸濁液・乳濁液は超低応力・低ひずみ領域において分散粒子や凝集体がジャミングを起こし，降伏応力を持ち，塗布膜の平滑性やインクジェット3D造形などの製品性能に重要な影響を与える．このような流体の流動および降伏特性に及ぼすナノからサブミクロンサイズの微細構造の影響を直接的に計測できる新たな技術として超高感度荷重センサによるナノ・インデンテーション試験を応用した構造解析技術「ナノ・レオメトリー」の手法と理論を構築し，レオメータにより求まるミクロン領域の平均的特性との比較から流体中の微視的構造と降伏特性の関係を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本研究ではレオメータにより計測されたマクロ的なレオロジー特性とナノインデンテーション試験による微視的な特性の関係からゲルやペーストなど塗装やコーティングに用いられる材料の塗布特性を明らかにする技術，すなわちナノ・レオメトリー技術の開発を目指した．本研究で開発した球状ナノインデンテーション試験により近年開発されてきたAFMを用いた手法では評価が出来なかったサブミクロン程度の油滴径を持つエマルションに対して油滴のラメラ構造の違いによる微小なレオロジー特性の違いを捉えることが出来た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
塗布・コーティングで用いられる試料の多くは濃厚粒子分散系であり分散粒子（固体粒子・油滴など）の大きさはサブミクロンから数十ミクロン程度である．粒子間相互作用やクラスター構造の強度など微視的な力学特性を知るには局所的にこれらの粒子に変移を与えて応答を調べる必要があるが近年開発されつつあるAFMを用いた手法では粒子が大きすぎて対応出来なかった．本研究で開発した球状ナノインデンテーション試験とJKR理論の適用によりこれらの試料の新たな特性を見いだすことが可能となった．これにより，新たなナノ・レオメトリー手法として期待できる手法であることを実証した．
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