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固体表面における水分子の散乱機構の解明-ナノ流路内の水蒸気輸送解析に向けて-

研究課題

研究課題/領域番号 25820040
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, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30456165)

連携研究者 吉本 勇太  東京大学, 大学院工学系研究科, 特任助教 (90772137)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード分子流体力学 / 希薄気体力学 / マイクロ気体流れ / 高クヌッセン数流れ / 分子線散乱実験 / 分子動力学シミュレーション
研究成果の概要

マイクロ・ナノスケール流路内における水蒸気輸送現象を支配する主要因子である固体表面における水分子の散乱挙動を分子線散乱実験により調べた.シリコン表面における水分子の散乱挙動は,室温の気体分子が持ち得る狭いエネルギー範囲内であっても,入射並進エネルギーに依存して大きく変化することが明らかになった.入射並進エネルギーの増加に伴って接線方向運動量適応係数が増加するという特異な現象の原因を分子動力学シミュレーションにより明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Molecular Beam Study of the Scattering Behavior of Water Molecules from a Graphite Surface2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Miyoshi, Kenichi Osuka, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 118 号: 26 ページ: 4611-4619

    • DOI

      10.1021/jp500884p

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gas-Surface Energy Exchange in Collisions of Helium Atoms with Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Arrays2013

    • 著者名/発表者名
      Ikuya Kinefuchi, Junichiro Shiomi, Shu Takagi, Shigeo Maruyama, Yoichiro Matsumoto
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 117 号: 27 ページ: 14254-14260

    • DOI

      10.1021/jp400893m

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シリコン表面における水分子の散乱の分子動力学解析2016

    • 著者名/発表者名
      木原 玄悟,小坪 祐介,吉本 勇太,杵淵 郁也,高木 周
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Incident Energy Dependence of Scattering Behavior of Water Molecules on Si (100) and Graphite Surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      G. Kihara, Y. Kotsubo, Y. Yoshimoto, I. Kinefuchi, and S. Takagi
    • 学会等名
      30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
    • 発表場所
      ビクトリア(カナダ)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン表面における水分子の散乱の分子動力学解析2016

    • 著者名/発表者名
      木原 玄悟,小坪 祐介,吉本 勇太,杵淵 郁也,高木 周
    • 学会等名
      関東学生会第55回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Scattering of water molecules on silicon surface: Molecular beam experiments and molecular dynamics simulations2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kotsubo, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi
    • 学会等名
      68th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      ボストン(米国)
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン表面における水分子の散乱機構解析2015

    • 著者名/発表者名
      小坪 祐介,杵淵 郁也,高木 周
    • 学会等名
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学 工学部(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Gas-Surface Interactions Using Molecular Beam Technique: Toward Micro Gas Flow Control2015

    • 著者名/発表者名
      Ikuya Kinefuchi, Yusuke Kotsubo, Shu Takagi
    • 学会等名
      First SNU-UT Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering
    • 発表場所
      Seoul National University
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコン表面における水分子の散乱の入射エネルギー依存性2014

    • 著者名/発表者名
      小坪 祐介,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 2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] The Molecular Beam Study of Scattering Behavior of Water Molecules on Graphite Surface

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Osuka, Shohei Hodota, Nobuya Miyoshi, Ikuya Kinefuchi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 学会等名
      ASME2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels (ICNMM2013)
    • 発表場所
      北海道大学 札幌キャンパス(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [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

    • 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(岡山県岡山市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラファイト表面における水分子の散乱挙動の解析

    • 著者名/発表者名
      程田将平, 大須賀顕一, 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2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体表面における水分子の散乱挙動の並進エネルギー・表面温度依存性

    • 著者名/発表者名
      大須賀顕一, 程田将平, 三好信哉, 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2013
    • 発表場所
      東京農工大学 小金井キャンパス(東京都小金井市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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