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環境応答性機能を発現する液滴挙動のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24656469
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関大阪大学

研究代表者

岡野 泰則  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90204007)

研究分担者 伴 貴彦  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (60454485)
高木 洋平  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (40435772)
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 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードマランゴニ効果 / Kortweg効果 / ソフトマター / 自己組織化 / 環境応答性機能 / Marangoni効果 / Korteweg効果 / 脱濡れ効果
研究成果の概要

pHに依存し界面活性が変化する界面活性剤を用い液滴の自発的運動に関する実験を行い、界面張力と界面の熱力学データーから算出されるマランゴニ係数と界面活性剤の脱着速度係数を算出した。実験結果を流体力学的不安定性を加味した線形安定性解析により算出される安定性発生点と比較検討したところ概ね、実験結果と解析結果は良好に一致した。
Kortweg効果によるよる液滴の運動はレイノルズ数が極めて小さいため対流の効果による揺らぎが巨視的な領域に発展することはありえない。そこで対称性の破れる要因をマッハツェンダー干渉計を用い検証した。濃度場の対称性を検証したところ、液滴内部より先に外から破れることが判った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Self-propelled droplets for extracting rare-earth metal ions2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Ban, Kentaro Tani, Hiroki Nakata and Yasunori Okano
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 10 号: 33 ページ: 6316-6320

    • DOI

      10.1039/c4sm01001a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] pH-dependent motion of self-propelled droplets due to Marangoni effect at neutral pH2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ban, T. Yamagami, H. Nakata and Y. Okano
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29 号: 8 ページ: 2554-2561

    • DOI

      10.1021/la3047164

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Korteweg力を駆動力とする単層膜ベシクルの自発運動とその形状変形の関係2014

    • 著者名/発表者名
      福山隆,伴貴彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県、春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] pH-dependent motion of self-propelled droplets due to Marangoni effect2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ban
    • 学会等名
      World Congress on Petrochem. and Chem. Eng
    • 発表場所
      San Antonio, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] pH control of self-propelled droplets2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ban, H. Nakata, K. Tani, Y. Takagi and Y. Okano
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013 (ISMC2013)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] pH応答型自走液滴の不安定性の発生条件に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      伴 貴彦, 中田 大樹, 高木 洋平, 岡野 泰則
    • 学会等名
      化学工学会 第44回秋季大会
    • 発表場所
      仙台市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Korteweg 力によって自発的に運動する液滴の変形ダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      伴 貴彦, 石井亮次, 牧野彰太, 高木 洋平, 岡野 泰則
    • 学会等名
      化学工学会 第44回秋季大会
    • 発表場所
      仙台市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Korteweg 力によって自発的に運動する液滴の変形ダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      伴 貴彦, 中田 大樹, 高木 洋平, 岡野 泰則
    • 学会等名
      第2回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      福岡市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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