ポリマー液体及びソフトマター中に発現する構造と熱エネルギー伝搬特性

• 研究課題/領域番号: 24560218
• 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: 熱工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小原 拓 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40211833)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 熱工学 / 分子伝熱 / 界面熱抵抗 / ポリマー液体 / ソフトマター / 構造 / 熱輸送 / 液体 / ポリマー / 固液界面 / 固体表面

研究成果の概要

ポリマー液体やソフトマターを対象として、その構造に発現する不均一性・非等方性に着目し、熱輸送の特異性を分子動力学シミュレーションにより解明するのが本研究の目的である。液体として界面近傍の直鎖アルカン液体、ソフトマターとして脂質二重膜を主な研究対象に選択し、固液界面近傍で層状構造を成す液体中において局所熱伝導率が振動的空間分布を示すことや、脂質二重膜中の単層膜間界面における熱抵抗が脂質分子種により異なることなどを初めて見出し、これらを例として構造と熱輸送特性の関係を議論した。

研究成果

• [雑誌論文] Structure and transport properties of liquid alkanes in the vicinity of α-quartz surfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Taku Ohara
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 巻: 79 ページ: 846-857
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.08.089
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of thermal resistance and heat conduction at α-quartz-liquid alkane interfaces using nonequilibrium molecular dynamics simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Masahiko Shibahara, Taku Ohara
  • 雑誌名: Proc. 15th International Heat Transfer Conference 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure and transport properties at the liquid-vapor interfaces of binary n-alkane mixtures (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Taku Ohara
  • 雑誌名: Proc. 25th International Symposium on Transport Phenomena 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermal resistance between nano-structured surfaces and liquids (2014)
  • 著者名/発表者名: Taku Ohara, Masahiko Shibahara, Gota Kikugawa, Chilukoti Hari Krishna
  • 雑誌名: Proc. 14th International Symposium on Advanced Fluid Information 巻: -
• [雑誌論文] Thermal Transport in Lipid Bilayer Membranes (2014)
  • 著者名/発表者名: Taku Ohara, Takeo Nakano, Gota Kikugawa
  • 雑誌名: Proc. 11th International Conference on Flow Dynamics 巻: -
• [雑誌論文] Investigation of interfacial properties at alpha-quartz/alkane interfaces using molecular dynamics simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Research in Engineering & Technology 巻: 4 ページ: 68-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular heat transfer in lipid bilayers with symmetric and asymmetric tail chains (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 雑誌名: ASME Journal of Heat Transfer 巻: 135 号: 6 ページ: 61301-61301
  • DOI: 10.1115/1.4023572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Interfacial Properties at α-Quartz/Alkane Interfaces Using Molecular Dynamics Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chikukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Research in Engineering & Technology 巻: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Heat Transfer in Lipid Bilayers and Effect of Alkyl Chain Length (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 雑誌名: ASME Journal of Heat Transfer 巻: 135
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Molecular Dynamics Study on Transport Properties and Structure at the Liquid-Vapor Interfaces of Alkanes (2013)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chikukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 巻: 59 ページ: 144-154
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.12.015
  • 査読あり
• [学会発表] Local thermal conductivity of liquid alkane in the solid-liquid interface region (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Taku Ohara
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス2014
  • 発表場所: 東京、芝浦工業大学豊洲キャンパス
  • 年月日: 2014-11-09
• [学会発表] Structure and transport properties at the liquid-vapor interfaces of binary n-alkane mixtures (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Taku Ohara
  • 学会等名: 25th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Tailand, Krabi
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] Thermal transport in lipid bilayer membranes (2014)
  • 著者名/発表者名: Taku Ohara, Takeo Nakano and Gota Kikugawa
  • 学会等名: 11th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台、仙台国際センター
  • 年月日: 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular dynamics study on intrinsic structure and molecular migration at liquid-vapor interfaces of alkanes (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Taku Ohara
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2014
  • 発表場所: 仙台、東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] Investigation of thermal resistance and heat conduction at α-quartz-liquid alkane interfaces using nonequilibrium molecular dynamics simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa, Masahiko Shibahara, Taku Ohara
  • 学会等名: 15th International Heat Transfer Conference
  • 発表場所: 京都、京都国際会議場
  • 年月日: 2014-08-15
• [学会発表] Investigation of thermal resistance and heat conduction at alpha-quartz-liquid alkane interfaces using nonequilibrium molecular dynamics simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 15th International Heat Transfer Conferenece
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 気液瞬時界面近傍における液体アルカンの構造
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 第50回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Intrinsic structure and diffusion at the liquid-vapor interfaces of alkanes by molecular dynamics simulation
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 2013 ASME Summer Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Minneapolis, USA
• [学会発表] Study of alkane chain length influence on structure and dynamic properties at intrinsic liquid-vapor interfaces
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 12th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization (FLUCOME2013)
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Molecular dynamics mechanism of thermal energy transport in liquid methane reproduced by all-atom and united-atom models
  • 著者名/発表者名: Joji Haneda, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 4th International Symposium on Micro and Nanotechnology
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] A molecular dynamics study on effect of temperature on diffusion in the vicinity of an alpha-quartz surface/alkane interfaces
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 4th International Symposium on Micro and Nanotechnology
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] Surface termination effect on structure of decane liquid in the vicinity of alpha-quartz surfaces
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chilukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 10th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 直鎖アルカン飽和液中の熱エネルギー伝搬機構に関するAll-Atom分子動力学シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 羽田城司, 菊川豪太, 小原拓
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] Molecular Dynamics Study on Effect of Chain Length on Liquid-Vapor Interfacial Properties of Alkanes
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chikukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 9th International Conference on Fluid Dynamics
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 流体の熱輸送を支配する分子動力学機構
  • 著者名/発表者名: 小原 拓
  • 学会等名: 大阪大学機械工学系第63回技術交流会
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Liquid-Vapor Interfacial Properties of n-Alkanes
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chikukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 3rd International Forum on Heat Transfer
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] Investigation of Interfacial Properties at α-Quartz/Alkane Interfaces Using Molecular Dynamics Simulations
  • 著者名/発表者名: Hari Krishna Chikukoti, Gota Kikugawa and Taku Ohara
  • 学会等名: 2nd International Conference on Advancements in Engineering and Management
  • 発表場所: ハイデラバード（インド）