強磁場による弱磁性物質の遠隔的マニピュレーションに関する研究

• 研究課題/領域番号: 23550111
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 廣田 憲之 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主任研究員 (10302770)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 磁気力 / 弱磁性物質 / 可視化 / シミュレーション / 非接触制御

研究概要

本研究では、物質に対し非接触で力学的影響を与えられる磁場の特徴を利用し、物質を遠隔的にマニピュレーションする技術に関し検討した。強磁場下における微視的その場観察とシミュレーションにより流体と弱磁性物質の関わる種々の現象について理解を深めた。流体中に分散した弱磁性微粒子の位置制御、相互作用による組織制御、運動方向制御、さらに、流体内部での流れの制御に関して理解できた。また、適切な空間磁場を与えることで、磁場による弱磁性物質の挙動制御が効果的に行えることも確認した。これらの成果は、高温プロセスなど物質の制御を非接触で行ないたい場合に必要な技術として強磁場を利用するための基礎となる。

研究成果

• [雑誌論文] 高磁場による無機材料の挙動制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田憲之
  • 雑誌名: Journal of the society of inorganic materials, Japan 巻: 20, No.5 ページ: 300-305
  • NAID: 10031186280
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic separation technique on binary mixture of sorbitol and sucrose (2013)
  • 著者名/発表者名: Syou Maki, Noriyuki HIROTA
  • 雑誌名: Journal of Food Engineering 巻: Vol.120, No.1 ページ: 31-36
  • DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2013.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a protein crystal formation system with a superconducting manget (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA, Motosuke Kiyohara, Takahiro Ode, Masaru Tanokura, Akira Nakamura, Jun Ohtsuka
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Applied Superconductivity 巻: 23, 3 号: 3 ページ: 3700104-3700104
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2232693
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simulation study of protein solution under magnetic force (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol.113 No.7 号: 7
  • DOI: 10.1063/1.4792650
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高磁場による弱磁性物質の自己組織的構造形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣田憲之, 安藤努
  • 雑誌名: マテリアルインテグレーション 巻: 25, No.11 ページ: 23-28
• [雑誌論文] A simulation study of magnetic force effects on solution flow during protein crystal growth (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111 号: 9
  • DOI: 10.1063/1.4709724
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simulation study of solution flow under magnetic force filed (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA
  • 雑誌名: IEEE Trans. On Applied Superconductivity 巻: Vol.22 No.3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microfluidic devices in superconducting magnets : on-chip free-flow diamagnetophoresis of polymer particles and bubbles (2012)
  • 著者名/発表者名: Martin Vojtisˇek, Mark D. Tarn, Noriyuki Hirota, Nicole Pamme
  • 雑誌名: Microfluid Nanofluid 巻: 13 号: 4 ページ: 625-635
  • DOI: 10.1007/s10404-012-0979-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simulation study of solution flow under magnetic force filed (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY 巻: 22 号: 3 ページ: 4904204-4904204
  • DOI: 10.1109/tasc.2011.2178377
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高磁場による弱磁性物質の自己組織的構造形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣田憲之、安藤努
  • 雑誌名: マテリアルインテグレーション 巻: 25、 No.11 ページ: 23-28
• [雑誌論文] Simulation of fluid flow during protein crystal growth in magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol.110, No.4
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ control of the distributions of alloying elements in alloys in liquid state using high magnetic field gradients (2011)
  • 著者名/発表者名: Tie Liu, Qiang Wang, Noriyuki HIROTA, Yin Liu, Shuanghui Chen, Jicheng He
  • 雑誌名: JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 巻: Vol.335 No.1 ページ: 121-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ control of the distributions of alloying elements in alloys in liquid state using high magnetic field gradients (2011)
  • 著者名/発表者名: Tie Liu, Qiang Wang, Noriyuki HIROTA, Yin Liu, Shuanghui Chen, Jicheng He
  • 雑誌名: JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 巻: 335 ページ: 121-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of fluid flow during protein crystal growth in magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko OKADA, Noriyuki HIROTA, Shinji MATSUMOTO, Hitoshi WADA
  • 雑誌名: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 110
  • 査読あり
• [学会発表] Development of high throughput and high quality protein crystal growth system using a superconducting magnet (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota, Hitoshi Wada, Motosuke Kiyohara, Masaru Tanokura, Akiko Kita, Ei-ichiro Suzuki, Hidehiko Okada, Takahiro Ode, Akira Nakamura, Jun Ohtsuka, Nobutaka Numoto, Tatsuki Kashiwagi
  • 学会等名: International Conference on Magneto-Science 2013
  • 発表場所: Bordeaux, France
• [学会発表] Behavior of feeble magnetic materials under high magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota, Tsutomu Ando, Hidehiko Okada
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification, Casting and Refinement
  • 発表場所: Aalt Univ. and KTH
• [学会発表] Magneto-Archimedes Separation as a way of Particle Removal from Suspension (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hiorta
  • 学会等名: International Conference on Ferrites
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] Behavior of feeble magnetic materials under high magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota, Tsutomu Ando, Hidehiko Okada
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification, Casting and Refinement
  • 発表場所: Aalt Univ. Finland and KTH, Sweden
• [学会発表] 強磁場下における物質間相互作用による自己組織的構造形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣田 憲之
  • 学会等名: 第12回日本磁気科学会研究会/応用物理学会磁気科学研究会第1回講演会
  • 発表場所: 京都大学, 京都
  • 年月日: 2012-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] Development of high-thourghput high quality protein crystal growth system utilizing high magnetic force (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota
  • 学会等名: The 4th International Forum on Magnetic Force Control
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Control of the feeble magnetic materials behavior with high magnetic force (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota, Tsutomu Ando
  • 学会等名: 7th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials
  • 発表場所: Beijing International Convention Center, Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Development of the device for high throughput high quality protein crystal growth using high magnetic forces with the aid of optical microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota, Hitoshi Wada, Motosuke Kiyohara, Masaru Tanokura, Akiko Kita, Ei-ichiro Suzuki, Hidehiko Okada, Takahiro Ode, Akira Nakamura, Jun Ohtsuka, Nobutaka Numoto, Tatsuki Kashiwagi
  • 学会等名: International Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields
  • 発表場所: Autrans, France
  • 招待講演
• [学会発表] Magneto-Science Research in NIMS (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota
  • 学会等名: Japanese-French High Field Research Collaboration Workshop
  • 発表場所: CNRS, Grenoble France
  • 招待講演
• [学会発表] Magneto-Science Research in NIMS (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Hirota
  • 学会等名: Japanese-French High Field Research Collaboration Workshop
  • 発表場所: CNRS-LNCMI, Grenoble, France
  • 招待講演
• [学会発表] 強磁場下における物質間相互作用による自己組織的構造形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣田憲之
  • 学会等名: 第12回日本磁気科学会研究会/応用物理学会磁気科学研究会第1回講演会
  • 発表場所: 京都大学
  • 招待講演
• [学会発表] 強磁場下における弱磁性微粒子挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣田憲之, 安藤努
  • 学会等名: 第85回低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 金沢歌劇座, 金沢, 日本(Japan)
• [学会発表] Contactless control of the behavior of feeble magnetic materials using high magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki HIROTA, Tsutomu ANDO
  • 学会等名: International Conference on Magneto-Science 2011
  • 発表場所: Shanghai Univ
  • 招待講演
• [学会発表] Contactless control of the behavior of feeble magnetic materials using high magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki HIROTA, ANDO TSUTOMU
  • 学会等名: International Conference on Magneto-Science 2011(招待講演)
  • 発表場所: 上海大学
• [学会発表] 強磁場下における弱磁性微粒子挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣田憲之, 安藤努
  • 学会等名: 第85回低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 金沢歌劇座