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可動円錐形電極による非定常イオン流動の計測および理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 26630057
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関大阪大学

研究代表者

川野 聡恭  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00250837)

研究分担者 土井 謙太郎  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20378798)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード分子流体力学 / イオン流動 / 電流電圧特性 / 非定常問題 / 非平衡統計力学
研究成果の概要

本研究では,系の代表長さを100 nm以下の分解能で連続的に可変とする電極対を作製し,微小空間におけるイオン流動の応答特性を計測した.テーパ角が5度の金メッキされた切頭円錐形電極対により,電極間距離を87 nmの分解能で連続的に可変とし,1 μm以上のマイクロギャップにおけるイオン流動現象を解析した.その結果,電解質の塩濃度が高いほど,また電極間距離が長いほど非定常イオン電流の応答時間が長くなることが明らかにされた.これは,塩濃度と距離の増加に伴って電極間に存在するイオンの総数が増加し,弱い電場中を移動するために緩和に長時間を要することが実験的に計測され,さらに理論解析により詳細が説明された.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrohydrodynamic Flow through a 1 mm2 Cross-Section Pore Placed in an Ion-Exchange Membrane2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro DOI, Ayako YANO, and Satoyuki KAWANO
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 119 号: 1 ページ: 228-237

    • DOI

      10.1021/jp5071538

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Electrohydrodynamic Flow through a Pore in Ion-Exchange Membrane2015

    • 著者名/発表者名
      Ayako YANO, Kentaro DOI, and Satoyuki KAWANO
    • 雑誌名

      International Journal of Chemical Engineering and Applications

      巻: 6 ページ: 254-257

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Solvation Effect on Diffusion Coefficient of Li Ion in Propylene Carbonate2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro DOI, Yuzuru CHIKASAKO, and Satoyuki KAWANO
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics & Materials Processing

      巻: -

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 可変マイクロギャップ電極によるイオン電流応答特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      土井謙太郎,ムスタファ イブラヒム フセイン,アイシャ マハムド,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 第7 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ionic and Quantum Sensing of Single Molecules in Liquids2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro DOI, Sawanya SUWANNAWONG, Weixin QIAN, Ayako YANO, Ryo NAGURA, and Satoyuki KAWANO
    • 学会等名
      Twelfth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 可動円錐形電極を用いた非定常イオン電流の評価2015

    • 著者名/発表者名
      土井謙太郎,Mustafa Ibrahim Hussein,川野聡恭
    • 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(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] イオン交換膜を介したEHD流れの可視化および電気計測2015

    • 著者名/発表者名
      矢野絢子,土井謙太郎,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部 第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン交換膜を介したEHD 流れの評価2015

    • 著者名/発表者名
      井本百唯乃,土井謙太郎,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解質溶液の濃度差による起電力の計測とメカニズムの理論的究明2015

    • 著者名/発表者名
      岡橋正典,土井謙太郎,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解質溶液の濃度差による起電力を用いたイオン種の解析2015

    • 著者名/発表者名
      鬼塚周斗,土井謙太郎,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] アルカリ金属イオンにより誘起されるEHD 流れの評価2015

    • 著者名/発表者名
      川嶋寛次,土井謙太郎,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of Electrohydrodynamic Flow through a Pore in Ion-Exchange Membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Ayako YANO, Kentaro DOI, and Satoyuki KAWANO
    • 学会等名
      2014 3rd International Conference on Chemical Science and Engineering (ICCSE2014)
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2014-12-27 – 2014-12-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解質溶液におけるイオン流動現象の可視化観察2014

    • 著者名/発表者名
      矢野絢子,土井謙太郎,川野聡恭
    • 学会等名
      日本機械学会 第92期 流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解質溶液における非定常イオン流の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      矢野絢子,土井謙太郎,川野聡恭
    • 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
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学 基礎工学研究科 機能創成専攻 川野研究室

    • URL

      http://bnf.me.es.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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