ナノ構造による表面修飾が気体分子の散乱挙動に与える影響の詳細解析

• 研究課題/領域番号: 23760146
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 杵淵 郁也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30456165)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 流体工学 / 希薄気体力学 / マイクロ気体流れ / 分子線

研究概要

カーボンナノチューブで修飾された表面上での気体分子の散乱挙動を明らかにするために,フリースタンディング膜を対象とした分子線散乱実験とモンテカルロシミュレーションによる解析を行った.その結果,入射分子が膜表層部においてカーボンナノチューブと多数回の衝突を経ることでエネルギー交換が効率的になされることが明らかになった.また,様々な気体種や入射条件に対して散乱挙動の知見を得ることを目指し,新たな分子線源を開発した.

研究成果

• [雑誌論文] 小型衝撃波管を用いた高エネルギー分子線源の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三好信哉,大須賀顕一,吉本勇太,杵淵郁也,高木周,松本洋一郎
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ｂ編 巻: 79 号: 798 ページ: 140-150
  • DOI: 10.1299/kikaib.79.140
  • NAID: 130003374734
  • ISSN: 0387-5016, 1884-8346
  • 査読あり
• [学会発表] Investigation of water-graphite interaction using molecular beam technique (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobuya Miyoshi, Shohei Hodota, Kenichi Osuka, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi,Yoichiro Matsumoto
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore,USA.
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Investigation of water-graphite interaction using molecular beam technique (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobuya Miyoshi, Shohei Hodota, Kenichi Osuka, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore, USA
• [学会発表] 分子線を用いた気体分子－表面間相互作用の解析とマイクロ気体流れ制御に向けた検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杵淵郁也
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学 津島キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 分子線法による水分子-グラファイト表面間相互作用の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好信哉,大須賀顕一,杵淵郁也,高木周,松本洋一郎
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知大学.
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 分子線法による水分子-グラファイト表面間相互作用の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好信哉,大須賀顕一,杵淵郁也,高木周,松本洋一郎
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学.
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] 衝撃波加熱分子線の飛行時間分布計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大須賀顕一,吉本勇太,三好信哉,杵淵郁也,高木周,松本洋一郎
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学.
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] Measurements of time-of-flight distributions of shock-heated molecular beams (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Osuka, Yuta Yoshimoto, Nobuya Miyoshi, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
  • 学会等名: 28th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
  • 発表場所: Zaragoza,Spain.
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] Measurements of time-of-flight distributions of shock-heated molecular beams (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Osuka, Yuta Yoshimoto, Nobuya Miyoshi, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
  • 学会等名: 28th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
• [学会発表] 衝撃波加熱分子線の飛行時間分布計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大須賀顕一，吉本勇太，三好信哉，杵淵郁也，高木周，松本洋一郎
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス
• [学会発表] 分子線法による水分子－グラファイト表面間相互作用の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好信哉，大須賀顕一，杵淵郁也，高木周，松本洋一郎
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス
• [学会発表] 分子線法による水分子－グラファイト表面間相互作用の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好信哉，大須賀顕一，杵淵郁也，高木周，松本洋一郎
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] Enhanced Energy Accommodation of Gas Molecules by Surface Modification With Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Kinefuchi, J. Shiomi, S. Takagi, S.Maruyama, Y. Matsumoto
  • 学会等名: 7th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena - Science and Engineering -(招待講演)
  • 発表場所: Shima, Mie, Japan.
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブを用いた表面修飾による固気界面の熱輸送促進機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杵淵郁也,塩見淳一郎,高木周,丸山茂夫,松本洋一郎
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀.
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Enhanced energy accommodation of gas molecules on surfaces covered with single-walled carbon nanotubes: molecular beam experiment and Monte Carlo simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikuya Kinefuchi, Jumpei Kawasaki, Junichiro Shiomi, Shu Takagi, Shigeo Maruyama, Yoichiro Matsumoto
  • 学会等名: The 4th International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale (HTFFM-IV)
  • 発表場所: Fukuoka,Japan.
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブ膜修飾表面における気体分子のエネルギー適応過程の数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杵淵郁也,川崎淳平,塩見淳一郎,高木周,丸山茂夫,松本洋一郎
  • 学会等名: 第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター.
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブ膜修飾表面における気体分子のエネルギー適応過程の数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杵淵 郁也，川崎 淳平，塩見 淳一郎，高木 周，丸山 茂夫，松本 洋一郎
  • 学会等名: 第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター
• [学会発表] Enhanced energy accommodation of gas molecules on surfaces covered with single-walled carbon nanotubes: molecular beam experiment and Monte Carlo simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikuya Kinefuchi, Jumpei Kawasaki, Junichiro Shiomi, Shu Takagi, Shigeo Maruyama, Yoichiro Matsumoto
  • 学会等名: The 4th International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale (HTFFM-IV)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブを用いた表面修飾による固気界面の熱輸送促進機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杵淵 郁也，塩見 淳一郎，高木 周，丸山 茂夫，松本 洋一郎
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
• [学会発表] Enhanced Energy Accommodation of Gas Molecules by Surface Modification With Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Kinefuchi, J. Shiomi, S. Takagi, S. Maruyama, Y. Matsumoto
  • 学会等名: 7th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena - Science and Engineering -(招待講演)
  • 発表場所: Shima, Mie, Japan