| 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, 招へい教授 (70273589)
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| 研究分担者 |
清野 智史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)
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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 / 発音遅延 / 物理モデル |
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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。
これらのモデルのどちらの機構が発音に寄与しているのかを検証するために、磁場発生コイルを改造し、コイル中心の磁場勾配が０とみなせるポイントで実験を行った。その結果、磁場勾配のないところでは音圧が低くなり、磁場勾配の寄与が発音に関係していることが明らかとなった。しかし、サンプルごとの個体差が大きく、確証を得るまでには至らなかった。
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、一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を進めたところ、粒子の磁気的応答に関しては磁場の変化に遅れなく追従していることがわかり、励磁音響波が磁場変化に対して遅れて発せられる現象の新たなモデル作りが必要であることがわかった。
この現象を解明するためには、現在の可聴域の周波数ではなく、超音波域の周波数の交流磁場が有効であることを導いた。そのため、磁気ハイパーサーミア療法の確立のために使用していた磁場発生装置を改良しを100 mm × 100 mm × 100 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構築した。
この装置を励磁音響効果の解明のために使用することで、これまでに残った新たな課題を解決していく。
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