| 研究課題/領域番号 |
61550158
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
加藤 征三 三重大学, 工学部, 教授 (30023229)
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| 研究分担者 |
宇佐美 勝 三重大学, 工学部, 助教授 (10106974)
社河内 敏彦 三重大学, 工学部, 助教授 (10024605)
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| 研究期間 (年度) |
1986 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1988年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1987年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
1986年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | バイオメカニクス / 生体エネルギ / 対向流型熱 / 物質交換 / 生体膜輸送 / マイクロサーキュレーション / ホログラフィー干渉法 / レーザー誘起螢光法 / マススペクトロメーター / 対向流型熱・物質交換 / 膜輸送 / ホログラフィー / バイオメカニクス・エネルギ交換 / 物質輸送 / 対向流型熱交換 / 生体膜 / レーザ励起螢光法 / 分子線 / 濃縮作用 / 能動輸送 / エネルギ交換 / ホログラフィ / レーザー励起螢光法 |
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| 研究概要 |
生体系における各種エネルギおよび物質の交換機能は極めて精巧で高効率システムであり、その機能解明と工学的応用の検討は興味深い。本研究はその目的に沿って実施されたものである。まず、生体系内における各種熱・物質交換形態の調査から始め、哺乳類・鳥類・魚類については熱・物質交換が行われる主要な場が生体内部の毛細血管からなる末梢組織であり、その内皮細胞の膜を介して行われることがわかった。熱交換の場合には血液が熱媒体として作用するが温動脈と冷静脈とが血管組織を介して対向して流れると共に、両脈流が閉ループを形成し、ループ底部での過大な熱負荷を軽減し、心臓や新陳代謝の負担を軽くしている。この熱交換は太い血管系よりも細い血管系が顕著であるため、血液の微小循環系の血管床の熱移動の把握が重要である。物質交換の場合、熱交換と類似であるが、各種臓器や器官あるいは組織の不均質構造を介して、しかも多くの化学的反応を伴って機能するので、特定イオンとその化学ポテンシャルの大きさによる特異変化や酵素の働きをも考慮した非平衡非可逆熱力学的考察が必要であり、その取り扱いは極めて複雑である。しかし、従来の物質移動論では説明できないだけに極めて興味深い。今後共継続したいテーマである。生体膜の輸送、熱と物質のセンシングと伝達制御機能、能動輸送など、工学的に利用できうるものが多々あり、これらを実用化するには更なる検討を要するであろう。対向流型熱・物質交換のシミュレーションの結果では、高・低両熱源底部を閉ループとし、対向壁で熱移動を許す交換器は実用性が高いと判断される。計測法については、本研究ではホログラフィ干渉法、レーザー誘起螢光法、マススペクトロメターなどを用いて、それらの可能性を検討したが、いずれも可能であると共に超音波を併用するとより効果的であることもわかった。詳細は研究成果報告書に記述されている。
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