ナノ熱流体システムの構築を志向した液膜及び固液界面における熱・物質移動の基礎研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18560188
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小原 拓 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40211833)
• 研究分担者: 菊川 豪太 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (90435644)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: ナノ流体 / 固液界面 / 液膜 / 分子膜 / 分子動力学 / 熱・運動量輸送 / 界面抵抗

研究概要

固体のナノ構造(チャネルや修飾表面等)に流体を満たしたものや、生体細胞のように膜で包まれた構造体等、ナノスケールの熱流体を用いてバルク流体にはない特性をもたせた系(ナノ熱流体システム)により熱・運動量・物質の新たな輸送機能を作り出そうとの全体構想の下、基礎研究としてナノ熱流体システムの鍵となる固液界面や液膜・流動性分子膜における熱・物質移動の特性を解析し、その分子スケールメカニズムを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Study on molecular thermal energy transfer in a lipid bilayer (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, T. Ohara, and G. Kikugawa
  • 雑誌名: Journal of Thermal Science and Technology Vol.3 ページ: 421-429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular-scale heat transfer in liquids and at liquid-solid interfaces : Toward the quality evaluation of heat flux (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ohara
  • 雑誌名: Journal of Theoretical and Computational Nanosciences Vol.5 ページ: 175-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of inter- and intramolecular energy transfer to heat conduction in liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Torii, T. Nakano, and T. Ohara
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics Vol.127 ページ: 044504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics study on ultra-thin liquid water film sheared between solid walls : Liquid structure and energy and momentum transfer (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Torii, and T. Ohara
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics Vol.126 ページ: 154706(10)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多体ポテンシャルによる液体中の熱伝導(分子内及び分子間エネルギー伝搬の寄与) (2007)
  • 著者名/発表者名: 鳥居大地, 中野雄大, 小原拓
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 第73巻 ページ: 2122-2129
  • 査読あり
• [学会発表] A molecular dynamics study on heat transfer characteristics in lipid membranes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, G. Kikugawa, and T. Ohara
  • 学会等名: Eighth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2008-12-20
• [学会発表] 膜・界面の分子熱流動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小原拓
  • 学会等名: 第22回流体工学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-12-06
• [学会発表] 熱工学におけるナノ (2008)
  • 著者名/発表者名: 小原拓
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学部門 活性化のためのワークショップ
  • 発表場所: 逗子
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] Molecular dynamics study on lipid-bilayer membranes in shear flow (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, G. Kikugawa, and T. Ohara
  • 学会等名: Seventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-10-13
• [学会発表] A molecular dynamics study on heat conduction characteristics in lipid bilayer (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, G. Kikugawa, and T. Ohara
  • 学会等名: Second International Forum on Heat Transfer
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] アルカン液体の固液界面におけるエネルギー・運動量伝搬特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: タンチアユアン, 鳥居大地, 菊川豪太, 小原拓
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-08-04
• [学会発表] Thermal energy transfer in membranes and at liquid-solid interfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ohara
  • 学会等名: US-Japan Seminar on Nanoscale Transport Phenomena
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2008-07-14
• [学会発表] 脂質二重膜界面における熱輸送特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中野雄大, 菊川豪太, 小原拓
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] Study on molecular thermal energy transfer in a lipid bilayer (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, T. Ohara, and G. Kikugawa
  • 学会等名: ASME-JSME Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 2007-07-09
• [学会発表] Molecular scale mechanism of thermal resistance at solid-liquid interfaces (Influence of interaction parameters between solid and liquid molecules) (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Torii, and T. Ohara
  • 学会等名: ASME- JSME Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 2007-07-09
• [学会発表] Molecular heat conduction in liquid alkane : Contribution of inter- and intra- molecular energy transfer (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Torii, T. Ohara, and T. Matsuzaka
  • 学会等名: 5th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics
  • 発表場所: Sun City
  • 年月日: 2007-07-02
• [学会発表] アルカン液体中における熱エネルギー伝搬特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鳥居大地, 小原拓, 松坂岳廣
  • 学会等名: 第44回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] 脂質二重膜の熱エネルギー伝搬特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中野雄大, 小原拓, 菊川豪太
  • 学会等名: 第44回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] Solid-liquid boundary resistance : A molecular dynamics study on intermolecular energy transfer at solid-liquid interfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: D. Torii, T. Ohara, and K. Ishida
  • 学会等名: 13th International Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Sydney
  • 年月日: 2006-08-18
• [図書] Transpotr phenomena in nanoscale solid-liquid structures in Nano-mega scale flow dynamics in highly coupled systems (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ohara, and D. Torii
  • 総ページ数: 101-154
  • 出版者: Tohoku University Press