| 研究課題/領域番号 |
16K13666
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中川 貴 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70273589)
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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 | 励磁音響効果 / 交流磁場 / 磁性ナノ粒子 / 磁性流体 / 磁場発生装置 / 音圧 |
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| 研究実績の概要 |
交流磁場を印加すると、磁性流体から印加磁場の２倍の周波数の音が発せられる励磁音響効果は、磁性ナノ粒子の示す新たな現象として注目されている。このとき発せられる音を励磁音響波と呼ぶ。励磁音響波の音圧は磁場強度の二乗に比例することから、磁化された粒子の相互作用が音を発する原因と考えられるが、磁場勾配がある状態で粒子に働く力を考えても励磁音響波の音圧は磁場強度の二乗に比例し、２倍の周波数の音の原因となる新たなモデルを構築した。
また、励磁音響効果は、例えば生体内の磁性ナノ粒子の位置検出にも有効であるが、これまでの研究は可聴音域の周波数でしか行っていない。より高い位置分解能を求めるのであれば波長の短い超音波域の周波数の励磁音響波を検出することが有効であると考えられる。そこで、数百kHzの交流磁場を50 mm × 50 mm × 50 mmの広い領域で磁場強度がほぼ一定になる新たな磁場発生装置を作製した。
また、磁性流体から発せられる音を検出しながら、磁性流体の磁化を測定できる系を構築しつつあり、昨年度研究を進めていた励磁音響波が磁化印加と同時ではなく、遅れて生じる現象の解明につなげていく。このシステムの構築により、発音起源が粒子間相互作用なのか、磁場勾配によるものなのか、その両方なのかを検証する。
本研究の成果により、これまで不明な点が多かった励磁音響効果の物理的知見を蓄積することができ、学術面・応用面の双方から重要な基礎的データを積み上げることができた。
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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
磁性ナノ粒子分散溶液に交流磁場を印加した場合に生じる励磁音響波が発生する物理的モデルについての考察が進み、一定の成果が得られていることに加え、新たな磁場発生装置を構築し、さらにその原理の追及に近づいているため
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| 今後の研究の推進方策 |
以下の項目を実験パラメーターとして、励磁音響効果の考察を進める。
・磁性流体の一次粒子径、粘度、溶液中での分散径
・印加磁場の周波数、磁場強度、磁場勾配
・磁性体の種類（超常磁性に加えハード磁性、ソフト磁性、バルク体など）
これらの研究により励磁音響波の発音メカニズムを解明し、応用研究へとつなげていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
各種装置の作製を重点的に行ったため、粒子合成に必要な経費を次年度にスライドさせて、平成30年度は磁性ナノ粒子の構造をパラメータとして重点的に研究を行うため。
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