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2018 年度 実績報告書

非線形界面動電現象の基礎と設計基盤の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K05650
研究機関信州大学

研究代表者

杉岡 秀行  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (20769822)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード表面・界面 / 界面動電現象 / 電気泳動 / コロイド界面科学 / 非線形界面動電現象 / マイクロ流体システム / 流体MEMS
研究実績の概要

平成30年度において、一流紙であるJournal Fluid Mechanics (JFM)誌1本を含む4本の関連論文を掲載することができた。これにより、3年間でPhysical Review誌2本、JFM誌1本、他11本(合計14本)の論文掲載実績を得、本研究の目的である「非線形界面動電現象の基礎及びその設計基盤を確立すること」を着実に遂行・発展させることができた。特に、交付申請書に記載した「研究の目的」「研究実施計画」に照らし、次の結果を得た。
①非線形界面動電現象の基本問題を解明する目的に関し、イオンの立体効果を考慮したイオン濃度依存性の直接シミュレーションを初めて行い、高濃度での流速の減少はイオンの立体効果によるものではない可能性が高いことを明らかにし、目的を完了した[投稿中]。
②拡散イオン系の基礎基盤を確立する目的に関し、すでに当初の課題を完了している。
③非線形界面動電現象に影響する複雑な溶液/電極反応の解明に関して、Frumkin-Butler-Volmer(FBV)の式を用いた1次元系解析を経て、2次元系では電流モードで非線形界面動電現象が起こること予測してきた。この予測の展開として、静電遮蔽が不完全となるような高電圧下の拡散とFBV式を組み合わせた基礎式の確立が重要と考え、まず、静電遮蔽が不完全となるような高電圧の解析解を明らかにした[投稿中]。
以上より、当初の目的は、ほぼ完了できたと考えているが、JFM誌で明らかにしたように非線形界面動電現象には、熱流や温度勾配と関係した複雑な現象があり、さらなる展開が必要と考えている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Leidenfrost mixer2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Sugioka, Mako Kubota and Satoru Segawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: 048001

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0f22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed side-shooter using Leidenfrost phenomena2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Sugioka, Satoru Segawa, and Mako Kubota
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 125 ページ: 134502

    • DOI

      10.1063/1.5064429

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct simulation on nonlinear thermokinetic phenomena due to induced-charge electroosmosis2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Sugioka
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 855 ページ: 736-769

    • DOI

      10.1017/jfm.2018.640

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controllable Leidenfrost glider on a shallow water layer2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Sugioka and Satoru Segawa
    • 雑誌名

      AIP Advances 8

      巻: 8 ページ: 115209

    • DOI

      10.1063/1.5051238

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 浅い水面上を駆動するライデンフラストグライダー2019

    • 著者名/発表者名
      瀬川 慧、杉岡 秀行
    • 学会等名
      2019応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] ライデンフロスト現象を用いた回転ミキサー2019

    • 著者名/発表者名
      久保田 眞子、瀬川 慧、杉岡 秀行
    • 学会等名
      2019応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] ラチェット電極を用いたAC電気浸透ポンプ2019

    • 著者名/発表者名
      瀬川 慧、杉岡 秀行
    • 学会等名
      2019応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 非線形マイクロ流体技術の進展と生物資源環境の移動現象解析2019

    • 著者名/発表者名
      杉岡秀行
    • 学会等名
      2018年度界面動電現象研究会 水・高分子界面の移動現象から俯瞰する生物資源と環境のコロイド工学
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形界面動電現象の設計基盤の確立2018

    • 著者名/発表者名
      杉岡 秀行
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] 誘起電荷電気浸透を用いた水中高速弾性アクチュエータ2018

    • 著者名/発表者名
      中野 直, 水野 佑紀, 杉岡 秀行
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] 誘起電荷界面動電現象による導体粒子の動的自己組織化現象2018

    • 著者名/発表者名
      團 宏暢, 花沢 裕哉, 岡田 健一朗, 杉岡 秀行
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] ライデンフロスト現象を利用した熱的サイドシュータ2018

    • 著者名/発表者名
      瀬川慧、久保田眞子、杉岡秀行
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
  • [備考] 信州大学研究者総覧

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.gpkmbUkh.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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