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2022 年度 実績報告書

動的濡れを駆使した自発的『メニスカス・ポンプ』機構の解明と最適化

研究課題

研究課題/領域番号 19H02083
研究機関東京理科大学

研究代表者

上野 一郎  東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (40318209)

研究分担者 堀 琢磨  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50791513)
元祐 昌廣  東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (80434033)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードメニスカス・ポンプ / 動的濡れ / メニスカス / 表面張力 / 馬蹄渦
研究実績の概要

本研究では,『動的な濡れ』力学を駆使した『メニスカス・ポンプ』機構,すなわち,系外からの新たなエネルギー注入を必要としない超高効率液滴搬送機構の解明を目的とする.昨年度までに,平滑基板上を濡れ広がる薄液膜前縁部との相互作用によって微小構造物周りに自発的に形成するメニスカス内部において,慣性力の影響が顕著に小さい系(無次元数Re << 1)にも関わらず馬蹄渦を伴う複雑対流場が発現することを明らかにしてきた.今年度は,その発現機構の解明に注力した.海外共同研究者グループとの徹底的な議論により,Re >> 1となる系で見られるような逆圧力勾配が微小構造物上流部に形成するメニスカス内部においても発生していること,その逆圧力勾配が微小構造物上流側メニスカスの主流方向およびスパン方向の曲率差による毛管圧で発現することを明らかにした.この結果をOzawa et al.として英文学術雑誌(J. Colloid and Interface Science)に投稿・採択され公知した.

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Univ.Lille/Univ. Paris-Saclay/Univ. cote d'Azur(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Univ.Lille/Univ. Paris-Saclay/Univ. cote d'Azur
  • [雑誌論文] Capillary-driven horseshoe vortex around a micro-pillar2023

    • 著者名/発表者名
      Kogen Ozawa, Hayate Nakamura, Georg F. Dietze, Harunori N. Yoshikawa, Farzam Zoueshtiagh, Kizuku Kurose, Lizhong Mu, and Ichiro Ueno
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 642 ページ: 227-234

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2023.03.039

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of viscosity and molecular size on temperature sensitivity of fluorescence anisotropy2022

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamaguchi, Puneet Jain, Yoshiyasu Ichikawa, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 34 ページ: 3163-3172

    • DOI

      10.18494/SAM3913

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence anisotropy studies on BODIPY (pyrromethene 546) dye as a novel thermal probe2022

    • 著者名/発表者名
      Puneet Jain, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Journal of Fluorescence

      巻: 32 ページ: 737-743

    • DOI

      10.1007/s10895-021-02868-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature sensitivity of BODIPY dye (pyrromethene 597) over different linear organic solvents2022

    • 著者名/発表者名
      Puneet Jain, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 ページ: 56504

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac5fc9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical Models for Phonon Mean Free Path in Polycrystalline Nanostructures Based on Mean Square Displacement2022

    • 著者名/発表者名
      Takuma Hori, Chris Dames
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 132 ページ: 135104

    • DOI

      10.1063/5.0103562

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Semi-analytical prediction of phonon mean free path utilizing stochastic behavior at nanostructure interfaces"2022

    • 著者名/発表者名
      Takuma Hori
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 ページ: 125002

    • DOI

      10.35848/1882-0786/aca0db

    • 査読あり
  • [学会発表] Microscopic liquid thermometry by fluorescence polarization analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamaguchi, Puneet Jain, Kei Kurihara, Yoshiyasu Ichikawa, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      13th Asian Thermophysical Properties Conference(ATPC2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光発光の偏光解析によるバイオチップ内の温度測定2022

    • 著者名/発表者名
      山口 玲輔, 栗原 慧, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] ナノスケール粗さを有する疎水性基板上に発生するtrapped bubbleの評価2022

    • 著者名/発表者名
      網 圭子, 向 優作, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第59回日本伝熱シンポジウム
  • [学会発表] シリコン多結晶ナノ構造における熱伝導率の結晶粒径分布依存性2022

    • 著者名/発表者名
      苫米地 陸, 谷口 竜聖, 堀 琢磨
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2022
  • [学会発表] 焼きなまし法を用いたシリコン薄膜熱電変換材料のナノ構造最適化2022

    • 著者名/発表者名
      谷口 竜聖, 苫米地 陸, 堀 琢磨
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2022
  • [学会発表] Grain Shape Dependence of Thermal Conductivity of Silicon Polycrystalline Nanostructure2022

    • 著者名/発表者名
      Riku Tomabechi, Ryusei Taniguchi, Takuma Hori
    • 学会等名
      2022 International Conference on Solid State Devices and Materials

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公開日: 2023-12-25  

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