| 研究課題/領域番号 |
21K18843
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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27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
稲澤 晋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30466776)
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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 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 液液界面 / 気液界面 / 移動現象 / コロイド粒子 / エマルション / 粒子濃縮 / Vapor-Liquid-Solid / コロイド結晶 / 水-油界面 / 物質移動 / 界面現象 / 流れ / Vapor-Liquid-Solid成長 / 結晶化 / 液滴触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Vapor-Liquid-Solid(VLS)成長では、蒸気(Vapor)で供給される半導体の原子が金属融液(Liquid)に溶け込み、過飽和状態を経て固体ワイヤー(Solid)が自発的に生成する。現在ではナノワイヤーやナノチューブなど細長いナノ材料の代表的な作製手段である。しかし、金属融液を用いるため耐高温の材料が対象の結晶成長法である。
本質的に必要な環境を常温で実現すれば、汎用溶媒でもVLS法と同様の結晶化を起こせるのではないか。液滴を介した細長いコロイド結晶の作製を通じて、非耐熱の材料も対象とした汎用性の高い結晶成長法として検討する。またVLS成長のメカニズムも検証する。
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| 研究成果の概要 |
汎用溶媒の液滴からコロイド結晶を作製するための基礎学理を検討した。具体的には、結晶化の触媒となる液滴に外から粒子を効率的に加える方法を検討するため、水と油の境目や、空気と水の境目などの「界面」が物質移動や液滴周囲の流れにどのような影響を与えるかを研究した。成果の一部として、(1)水と油の接触面積が大きいほど流れにくくなる、(2)水と油の境目に「捕捉された」粒子膜の硬さは水相の塩濃度で変わる、(3)水から油に分子が移動する過程は極めて遅い場合がある、などの現象を明らかにした。今後の研究発展の礎になる知見が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水と油の界面や、空気と液体の界面は日常生活にありふれている。しかし、その界面が物質移動や流れにどのように影響するかについての検討は十分にされてこなかった。本研究では、これら界面の周りで起こる現象を対象に検討を進め、界面付近での粒子輸送や、流れの変化、塩やポリマーなど添加剤が入った際の効果など複数の成果を得た。研究に用いた手法も、これまで観察が難しかった界面現象を把握する上で有用な手段として活用できる。
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