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2021 年度 実績報告書

電磁駆動法によるレオロジー顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01881
研究機関東京大学

研究代表者

酒井 啓司  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードレオロジー / 粘弾性 / 電磁駆動式 / 遠隔測定 / 非接触測定 / 局所粘弾性
研究実績の概要

本研究ではソフトマテリアルの粘弾性測定の空間分解能をマイクロメートル域にまで向上させ、かつその分布を2次元的にとらえることができるレオロジー顕微鏡を作製する。このシステムでは独自に開発した電磁駆動回転方式の粘弾性測定手法を微小回転プローブに適用することにより空間分解能をこれまでに比して飛躍的に向上させる。この手法は試料中に配置した球状のプローブに遠隔にトルクを印加し、これに対する運動から非接触で粘性を決定できるという他の力学物性測定装置にはない特徴を有している。この技術と顕微画像解析手法とを組み合わせてソフトマテリアル内部の複数の微小プローブの運動を観察し、レオロジー的な性質の分布を画像として取得する。最終的には安価で簡便な汎用レオロジー観察装置として市場に供給することを目標とする。本年度は微小な細孔を有する基板により隔てられた系を用いて、流体の並進運動量が拡散する様子を観察することにより、局所的な粘性の分布を測定する試みを行った。基板で隔てられた上下二層構造の下の部分のみにずり流動を印加し、基板に設けられた細孔からずり流れ場が上の層に染み出す様子を時間分解で観察することにより、運動量の拡散定数すなわち動粘度の空間分布を測定できる。実験によりその時間・空間分解能を実測してレオロジー顕微鏡に応用可能であることを確認した。これと並行して超低ずり速度域における粘性を測定する手法の開発も行った。この成果により、純水程度の低粘性を毎秒1という低ずり速度域で測定することが可能になった。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Measurement of mechanical properties of liquid by observing droplet oscillation on substrates2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ishida, Mika Iga, Shujiro Mitani, Keiji Sakai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 ページ: SG1064 1-6

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4c70

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超低せん断速度領域における粘度測定方法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      井賀 充香 、石田 聡 、酒井 啓司
    • 学会等名
      Ultrasonic Symposium
  • [学会発表] EMS システムによる反応進行過程のリモート粘性モニタリング2022

    • 著者名/発表者名
      細田 真妃子、山川 義和、酒井 啓司
    • 学会等名
      Ultrasonic Symposium
  • [備考] 東京大学 酒井研究室

    • URL

      http://sakailab.iis.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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