相変化材料の熱物性の予測・設計を志向した分子動力学メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 24K00815
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 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): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2027年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2026年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2025年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 熱物性 / 分子動力学 / 相変化材料 / 液体 / ソフトマター

研究開始時の研究の概要

相変化材料には、潜熱蓄熱への大きな需要と性能向上の期待があるだけではなく、熱界面材料など新しい使用法も考えられている。用途により適切な熱物性値の実現が求められている。様々な固液相変化材料について、熱物性を決定している根源的なメカニズムを分子間・分子内のエネルギーやその伝搬に求め、分子動力学解析により、熱物性の分子スケール支配因子を特定する分子の原子団構成と熱物性値との間に機序を見出す。フィラーの適用（例えばナノ粒子の懸濁）などを念頭に、相変化材料－固体壁間の界面特性も解析対象とする。これにより、未知の材料の熱物性予測や所望の熱物性をもつ相変化材料の分子設計（「熱物性の設計」）を可能にする。