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2018 年度 実績報告書

レーザーフラッシュラマン分光法の開発と新規低次元ナノ材料の伝熱特性

研究課題

研究課題/領域番号 16H04280
研究機関九州大学

研究代表者

張 興  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 主任研究者 (40236823)

研究分担者 高橋 厚史  九州大学, 工学研究院, 教授 (10243924)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード熱伝導率 / ラマン分光 / ナノフルイディクス
研究実績の概要

昨年度までにカーボンナノチューブやグラフェンを対象として、それらナノ材料の熱伝導率を計測する際に障害となる接触熱抵抗やレーザー吸収率の問題を回避可能な「レーザーフラッシュラマン分光法」の開発を行って良好な結果を得た。今年度はそれをさらに発展させて、異なる2次元材料を積層させた状態での熱輸送特性を調べることができるように、レーザーを2個に増やした同手法の開発に着手した。新規低次元ナノ材料の研究に関しては、親水化したカーボンナノチューブの内部にある水が真空にさらされても一部は蒸発せず、さらに数ナノメートルという厚さの膜でも破断せずに安定に存在することを見出したことに続いて、今年度は、撥水のままのカーボンナノチューブの内部に水を充填させる手法を開発するとともにその内部の水の形状を透過電子顕微鏡で詳しく観察した。内部が撥水であっても、内壁の凹凸によって水のメニスカスは親水化された場合と同じような形状を取ることなどの新しい知見が得られた。また、イオン液体のナノチューブ内部への充填現象についても環境制御型走査電子顕微鏡等を用いた実験を行って物理機構を考察することができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Tsinghua University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Tsinghua University
  • [国際共同研究] The University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Edinburgh
  • [雑誌論文] Dual-Wavelength Laser Flash Raman Spectroscopy Method for In-Situ Measurements of the Thermal Diffusivity: Principle and Experimental Verification2019

    • 著者名/発表者名
      Fan Aoran、Hu Yudong、Ma Weigang、Wang Haidong、Zhang Xing
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science

      巻: 28 ページ: 159~168

    • DOI

      10.1007/s11630-019-1084-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Differential laser flash Raman spectroscopy method for non-contact characterization of thermal transport properties of individual nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Jinhui、Liu Hao、Hu Yudong、Zhang Xing
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 135 ページ: 511~516

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.01.107

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-contact T-type Raman method for measurement of thermophysical properties of micro-/nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Jinhui、Liu Hao、Ma Weigang、Zhang Xing
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 90 ページ: 044901~044901

    • DOI

      10.1063/1.5080728

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of thermal contact resistance between individual carbon fibers using a laser-flash Raman mapping method2019

    • 著者名/発表者名
      Li Qin-Yi、Katakami Koki、Ikuta Tatsuya、Kohno Masamichi、Zhang Xing、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 141 ページ: 92~98

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2018.09.034

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Frequency-domain Raman method to measure thermal diffusivity of one-dimensional microfibers and nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Li Qin-Yi、Takahashi Koji、Zhang Xing
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 134 ページ: 539~546

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.01.057

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unexpected Homogeneous Bubble Nucleation near a Solid-Liquid Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Tomo Yoko、Li Qin-Yi、Ikuta Tatsuya、Takata Yasuyuki、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 ページ: 28712~28716

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b09200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meniscus Motion and Void Generation Inside Carbon Nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yutaka、Taguchi Kanoko、Ikuta Tatsuya、Horibe Akihiko、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 ページ: 21910~21918

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variable-spot-size laser-flash Raman method to measure in-plane and interfacial thermal properties of 2D van der Waals heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Li Qin-Yi、Zhang Xing、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 125 ページ: 1230~1239

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Joule heating and laser flash tip-enhanced Raman spectroscopy method for characterizing the specific heat of a single nanoparticle2018

    • 著者名/発表者名
      Fan Aoran、Li Qinyi、Ma Weigang、Zhang Xing
    • 雑誌名

      Chinese Science Bulletin

      巻: 63 ページ: 2896~2903

    • DOI

      10.1360/N972018-00294

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Heater assisted Raman method to measure interfacial thermal conductance in van der Waals heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Qinyi Li, Koji Takahashi, Xing Zhang
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Heat Transfer Conference

      巻: 1 ページ: 21756

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Thermophysical property measurements of two-dimensional sheets and ribbons2019

    • 著者名/発表者名
      Qin-Yi Li
    • 学会等名
      Sendai "Plasma Forum"
    • 招待講演
  • [学会発表] TEM and AFM Studies of Bubble Nucleation and Growth Near Solid-Liquid Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Takahashi
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Micro and Nanoscale Phase Change Heat Transfer
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非定常ラマン光熱法とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      李秦宜,張興,高橋厚史
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム
  • [学会発表] カーボンナノチューブ内の純水液膜の安定性に関する実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      塘陽子, Askounis Alexandros, 生田竜也, 高田保之, Sefiane Khellil, 高橋厚史
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
  • [学会発表] Bubbles and droplets at the initial stage of nucleation: recent advances in experimental techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Takahashi
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of surface wettability and nanostructure on the generation of interfacial nanobubbles2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Teshima,Takashi Nishiyama, Yasuyuki Takata, Koji Takahashi
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective thermal rectification in suspended monolayer graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Haidong Wang,Xing Zhang,Hiroshi Takamatsu,Koji Takahashi
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on liquid-gas interface at nanoscale using transmission electron microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yoko Tomo,Alexandros Askounis, Khellil Sefiane, Yasuyuki Takata, Koji Takahashi
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of the structure effect on interfacial thermal resistance between graphene and silicon2018

    • 著者名/発表者名
      Aoran Fan, Weigang Ma, Xing Zhang
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Heater assisted Raman method to measure interfacial thermal conductance in van der Waals heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Qin-Yi Li,Koji Takahashi,Xing Zhang
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] T-type Raman method for non-contact characterization of thermal transport properties of individual nanowires2018

    • 著者名/発表者名
      Jinhui Liu, Yudong Hu, Xing Zhang
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Size-dependent thermal conductivity of suspended monolayer graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Ruixia Su, Weigang Ma, Xing Zhang
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Frequency-domain Raman Optothermal Method to Measure Thermal and Optical Properties of 2D Materials and Heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Qin-Yi Li,Koji Takahashi,Xing Zhang
    • 学会等名
      19th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimensional Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanomaterials and Nanobubles for Heat Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Takahashi
    • 学会等名
      6th UK Japan Engineering Education League Workshop 2018
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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