空気中の二次元圧力分布可視化を実現する機能性中空マイクロカプセル

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K18847
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学、熱工学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 染矢 聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ付 (00357336)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: 流体計測 / 可視化 / 圧力 / 機能性粒子 / 中空カプセル

研究成果の概要

本研究では感圧性中空マイクロカプセルを開発した．カプセルの殻となる高分子樹脂，感圧性の燐光分子とこれらの溶媒，分散媒の種類や粘度などの物性を変化させつつカプセルの開発を行った．溶媒種類，溶質濃度，合成温度，粘度，活性剤などがカプセルに与える影響を調べた．圧力および温度の制御が可能な評価システムを構築することができたため，これを用いて作成したカプセルの圧力応答性を評価した．圧力感度は通常のポリマーバインダーでの塗布型PSPと同等の感度を示した．圧力変化に対する時間応答性はPLA-H100,PLA-H400に比べてPolyIBM，PtBSの場合に比較的速いことがわかった．

自由記述の分野

流体工学，熱工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

騒音問題や高速移動体における空力問題の解決には空気中の圧力分布の把握が重要であるが，これを実現する術はまだない．本研究ではこれを実現する第一歩として，酸素分圧に応答して発光特性が変化する燐光分子を殻にドープした，中空マイクロカプセルの開発に成功した．これにより，将来的には粒子の移動量から流れの速度を，燐光の発光特性から空気中の酸素分圧を同時に可視化計測することが可能となる．これにより従来以上に低抵抗で静音な機器の開発，リニアなどの高速移動体の信頼性向上や高速度かに資することができる．