| 研究課題/領域番号 |
16K06126
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
西山 貴史 福岡大学, 工学部, 助教 (80363381)
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| 研究分担者 |
高橋 厚史 九州大学, 工学研究院, 教授 (10243924)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ナノバブル / 原子間力顕微鏡 / FM-AFM / 固液界面 / 三相界線 |
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| 研究実績の概要 |
沸騰伝熱は幅広く応用されているにも関わらず、そのメカニズムには不明な点が多い。特に沸騰初期の気泡発生プロセスに関してはほとんどわかっていないと言っても過言ではなく、その原因はナノスケールでの検証が十分に為されていないことに尽きる。その一方で、原子間力顕微鏡(AFM)による固液界面計測により、ナノバブルと呼ばれる微細な気泡の存在が明らかとなっている。
本研究はAFMの中でも最も高感度な固液界面計測および3次元フォースマッピング計測が可能なFM-AFMを用いて、固液界面ナノバブルの安定化メカニズム解明および固気液三相界線の物理を分子スケールで理解することを目的とし、平成28年度よりFM-AFMによるナノバブル計測技術の向上、およびナノバブル周辺の3次元フォースマッピング計測を行うことを主な目標として研究を進めてきた。これまでの研究により、やはりFM-AFMで固液界面ナノバブル近傍の3次元フォースマッピング像を得ることは非常に困難であることがわかり、現在はこれまでに得られたナノバブルの変形・合体をとらえたAFM像を解析することで、三相界線にて生じるピニングと呼ばれる現象を調査した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ナノバブル周辺の3次元フォースマッピングデータを得ることは非常に困難であったが、AFM計測で得られたナノバブル像を用いてピニング現象を詳細に調査することにより、三相界線の物理およびナノバブルの安定化メカニズムに関する知見は得られている。よって、三相界線の物理へのアプローチ方法に変更はあるが、研究の進展はおおむね順調である。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究代表者の異動後も特に問題なく研究を進めることができている。今後はナノバブル周辺の3次元フォースマッピングではなく、通常のAFM像から三相界線の物理を探る方向に力を入れる予定である。また、ナノバブル計測に使用する水の溶存空気量を正確に知ることが重要であることがわかり、高精度の温度計測、音速計測等も検討している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
九州大学中央分析センターのAFMを使用する予定であり、使用料金を計上していたが、装置の都合により今年度は他のAFMを使用してナノバブル計測を行うことになり、AFM使用料としての支出が必要なかったため次年度使用額が生じることとなった。これらは翌年度分と合わせて、溶存空気量計測に用いる高精度温度測定装置および音速測定装置等に充てる予定である。
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