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微小液滴の衝突を利用した新規マイクロ反応プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289295
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関京都大学

研究代表者

牧 泰輔  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10293987)

研究分担者 前 一廣  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70192325)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードマイクロ化学プロセス / ナノ粒子 / マイクロミキサー / マイクロリアクター / 迅速混合 / インクジェット / 微小液滴 / 新規反応場 / 混合 / 反応工学 / 液滴制御 / マイクロ反応工学 / 3Dプリンタ
研究成果の概要

マイクロ流路あるいはインクジェット装置を用いて液滴を作製し、これを連続的に衝突させる新規反応プロセスの構築を試みた。液液2相系における操作においては、マイクロ流路を用いて安定に均一なサイズの水滴を製造し、これを衝突させる操作を連続的に行うことに成功した。気液2相系については2台のインクジェット装置により液滴を空中に射出し連続的かつ安定に衝突させることに成功した。両手法とも通常の均一系での混合に比べて、液滴衝突による合一時の混合速度が非常に大きいことを明らかにした。本手法を迅速かつ均一な混合を必要とするナノ粒子合成に適用し、1.4nmのPtナノ粒子、2.7nmのRhPdナノ粒子の作成に成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Synthesis of zeolitic imidazolate framework-8 particles of controlled sizes, shapes, and gate adsorption characteristics using a central collision-type microreactor2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Shuji Ohsaki, Tatsuya Hanafusa, Kento Takada, Hideki Tanaka, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 313 ページ: 724-733

    • DOI

      10.1016/j.cej.2016.12.118

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Continuous crystallization using a sonicated tubular system for controlling particle size in an API manufacturing process Chemical Engineering and Processing2016

    • 著者名/発表者名
      M. Furuta, K. Mukai, D. Cork, K. Mae
    • 雑誌名

      Chemical Engineering and Processing

      巻: 102 ページ: 210-218

    • DOI

      10.1016/j.cep.2016.02.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Mixing Profiles for a New Micromixer Design Strategy2016

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Asano, Taisuke Maki, and Kazuhiro Mae
    • 雑誌名

      AIChE J.

      巻: 62 号: 4 ページ: 1154-1161

    • DOI

      10.1002/aic.15082

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flow Synthesis of Plasmonic Gold Nanoshells via a Microreactor2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Tatsumasa Hiratsuka, Yusuke Asahi, Asumi Tanaka, Kazuhiro Mae and Minoru T. Miyahara
    • 雑誌名

      Particle & Particle Systems Characterization

      巻: 32 号: 2 ページ: 234-242

    • DOI

      10.1002/ppsc.201400126

    • NAID

      120005657932

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 流体の流量比・物性差が混合挙動に及ぼす影響の解析2017

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作、山田 悟司、牧 泰輔、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(江東区)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ反応器のインライン測定による混合・反応挙動解析2017

    • 著者名/発表者名
      池田 晃輝、浅野 周作、牧 泰輔、村中 陽介、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(江東区)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Block Copolymer Synthesis in a Microreactor by Precise Analysis and Design of Polymerization Kinetics2016

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Asano, Taisuke Maki, Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      2016 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow Microreactor Synthesis of ZIF-8 Particles with Controlled Size, Shape, and Adsorption Properties2016

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Ohsaki, H. Tanaka, K. Mae, M. Miyahara
    • 学会等名
      2016 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous synthesis of alloyed nanoparticles based on rapid heating and mixing2016

    • 著者名/発表者名
      S. Asano, T. Maki, V. Sebastian, K. Jensen, K. Mae
    • 学会等名
      Japan-Korea symposium on Materials & Interfaces
    • 発表場所
      御殿場高原 時之栖(御殿場市)
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative estimation of mass transfer in Gas-Liquid segmented flow for designing efficient CO2 micro absorber2016

    • 著者名/発表者名
      R. Masaki, T. Fukuda, T. Maki, K. Mae
    • 学会等名
      14th International Conference on Micro Reaction Technology(IMRET14)
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microreactor flow process and inline optical measurements of gold nanoshell synthesis2016

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, J. Hosokawa, K. Mae, M. T. Miyahara
    • 学会等名
      14th International Conference on Micro Reaction Technology(IMRET14)
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of indomethacin polymorph by a circulated flow method with anti-solvent mixing2016

    • 著者名/発表者名
      T. Maki, T. Oya, J. Katayama, M. Furuta, K. Mae
    • 学会等名
      14th International Conference on Micro Reaction Technology(IMRET14)
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Metal-Organic Framework particles with controlled size, shape and adsorption properties2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ohsaki, S. Watanabe, H. Tanaka, K. Mae, M. T. Miyahara
    • 学会等名
      14th International Conference on Micro Reaction Technology(IMRET14)
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct and quantitative analysis of mixing and reaction in microchannels by inline spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Asano, K. Ikeda, T. Maki, K. Mae
    • 学会等名
      14th International Conference on Micro Reaction Technology(IMRET14)
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 迅速混合を活用した貴金属合金ナノ粒子の合成2016

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作、牧 泰輔、Sebastian Victor、Jensen Klavs、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] インクジェット吐出液滴の合一による新規反応操作法2016

    • 著者名/発表者名
      生田 佳奈子、村中 陽介、牧 泰輔、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 気液スラグ流を用いたガス吸収操作設計論2016

    • 著者名/発表者名
      正木 理恵、福田 貴史、牧 泰輔、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第81回年会
    • 発表場所
      吹田
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロデバイスの開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      牧 泰輔
    • 学会等名
      岡山マイクロリアクターネット第26回例会
    • 発表場所
      岡山国際交流センター(岡山市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ化学プロセスとマイクロデバイス設計の基礎2015

    • 著者名/発表者名
      牧 泰輔
    • 学会等名
      合成技術講演会
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロデバイスを利用した反応操作2015

    • 著者名/発表者名
      牧 泰輔
    • 学会等名
      合成技術講演会
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Effective Microchannels using 3D-Printer Based on New Design Concept of Micromixers2015

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Asano, Taisuke Maki, Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE) congress 2015
    • 発表場所
      オーストラリア メルボルン
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロリアクターにおける混合速度と反応速度の関係性評価2015

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作、牧 泰輔、永木 愛一郎、吉田 潤一、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクターを利用した重合速度解析と、それに基づくブロックコポリマー合成の試み2015

    • 著者名/発表者名
      中山 竜太郎、浅野 周作、宇都宮 竜司、久保山 俊治、牧 泰輔、前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクターでの混合状態の評価とミキサー設計法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作, 牧 泰輔, 前 一廣
    • 学会等名
      化学工学第80回年会
    • 発表場所
      江東区
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the Mixing State for a New Design Procedure of Micromixers2015

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Asano, Taisuke Maki, and Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      The Kyoto University SGU-CH 1st International Workshop - Micro/Flow Chemistry & Engineering -
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2015-01-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Size Effect of Micro Channel for Rapid Heating, Rapid Quenching and Isothermal Operation with a Focus on Thermal Conduction2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fukuda, Atsushi Minato, Shusaku Asano, Akira Nishihara, Taisuke Maki, and Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      The Kyoto University SGU-CH 1st International Workshop - Micro/Flow Chemistry & Engineering -
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative Evaluating of Mass Transfer Promotion in Gas-Liquid Slug Flow Considering Wettability Effect of Wall2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fukuda, Kazua Sato, Taisuke Maki, and Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      The Kyoto University SGU-CH 1st International Workshop - Micro/Flow Chemistry & Engineering -
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Flow Synthesis of Plasmonic Nanoshells Using a Microreactor2015

    • 著者名/発表者名
      Junji Hosokawa, Satoshi Watanabe, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      The Kyoto University SGU-CH 1st International Workshop - Micro/Flow Chemistry & Engineering -
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクターを利用した微粒子設計法2014

    • 著者名/発表者名
      前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第20回関西地区分離技術講演会
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of mass transfer promotion in miniturized gas-liquid slug flow including wall liquid film effect2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fukuda, Kazua Sato, Taisuke Maki, Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      10th International Conference on Separation Science and Technology
    • 発表場所
      奈良市
    • 年月日
      2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリアクター技術の特徴と産学連携の重要性2014

    • 著者名/発表者名
      前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会関西支部 マイクロ化学プロセス最前線シリーズ-産学の“絆”によるマイクロリアクター技術の実用化
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 装置小型化に向けた気液スラグ流によるガス吸収操作の検討2014

    • 著者名/発表者名
      福田 貴史, 下村 遥, 牧 泰輔, 前 一廣, 松岡 亮, 藤澤 彰利, 野一色 公二
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ptナノ粒子生成反応および数値流体力学計算による2液混合状態分布評価2014

    • 著者名/発表者名
      浅野 周作, 大屋 智和, 牧 泰輔, 前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Flow continuous synthesis of gold nanoshells2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Tatsumasa Hiratsuka, Yusuke Asahi, Kazuhiro Mae, Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      13th International Conference on Micro Reaction Technology
    • 発表場所
      ハンガリー ブダペスト
    • 年月日
      2014-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Methodology of microreactor design for rapid heating, rapid quenching, and isothermal operation2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fukuda, Akira Nishihara, Taisuke Maki, Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      13th International Conference on Micro Reaction Technology
    • 発表場所
      ハンガリー ブダペスト
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of fluid segment size distribution in micro mixers by preparation of nano particles2014

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Maki, Shusaku Asano, Masashi Furuta, Sumito Sogo, Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      13th International Conference on Micro Reaction Technology
    • 発表場所
      ハンガリー ブダペスト
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative evaluation of mass transfer promotion in gas-liquid slug flow considering wettability effect of wall2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fukuda, Kazua Sato, Taisuke Maki, Kazuhiro mae
    • 学会等名
      13th International Conference on Micro Reaction Technology
    • 発表場所
      ハンガリー ブダペスト
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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