| 研究課題/領域番号 |
22K03943
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
上野 藍 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (50647211)
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| 研究分担者 |
橋本 将明 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00914409)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 二相流 / パリレン / フレキシブルエレクトロニクス / マイクロピラー / ループヒートパイプ / フレキシブルデバイ / ストレッチャブルデバイス / 階層マイクロピラー / ナノブレード |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はMEMS技術を活用したストレッチャブル熱輸送デバイスを世界で初めて実現し，ウェアラブル電子機器の高密度化，高出力化にブレイクスルーをもたらすことを最終目的とする．具体的には，まずソフトマター上のナノ・マイクロスケール狭隘空間に創成した階層マイクロピラー，およびナノブレード界面での気液相変化素過程を独自の可視計測手法により観察し，伸縮による空間変形や振動に伴う二相流動特性の変化を系統的に明らかにする．次に，階層マイクロピラーで発現する毛細管力と，ナノブレード界面で生じる滴状凝縮を活用したストレッチャブルな熱輸送デバイスの実現性を検証する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，マイクロピラーによる蒸発とナノブレードによる滴状凝縮を融合したストレッチャブル熱デバイスの創成を最終目的とした．
本研究における主な成果としては，無電力で駆動する気液二相熱輸送デバイスの駆動源である毛細管力としてマイクロピラー構造を用いることで，従来の異種材料の多孔質体を挟み込む設計ではなく，MEMS技術と親和性の高い材料で一元的にデバイス作製を実現した．また主材であるPDMS（ポリジメチルシロキサン）は多孔質体であり液・ガスバリア性が大きな課題であったが，パリレン樹脂を用いることで比較的気密性が高いデバイス作製ができ，湾曲の有無に関わらず3.0Wまでの動作を実証できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，マイクロピラーによる毛細管力とナノブレードによる滴状凝縮を活用し，伸縮・振動下でも安定動作する高気密・無電力のストレッチャブル熱輸送デバイスの創成を目指し，研究を進めてきた．マイクロ・ナノ構造内の気液熱流動現象の理解を通じて，従来の課題を克服し，次世代ウェアラブル機器への応用を可能とするデバイスの提案，設計，作製，評価までを一貫して実施した．これらの成果は従来にはないスケール・柔軟性・密閉性を兼ね備えた二相流体デバイスの理論と作製技術の確立により，フレキシブルエレクトロニクス分野の基盤構築に資する意義がある．
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