• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実施状況報告書

蒸発促進メカニズム解明のための屈折率調整されたモスアイ構造表面の可視化計測

研究課題

研究課題/領域番号 19K04224
研究機関東京理科大学

研究代表者

佐竹 信一  東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (90286667)

研究分担者 谷口 淳  東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (40318225)
安藤 格士  東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 講師 (30385546)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード屈折率調整法 / モスアイ構造 / ナノインプリント法 / 全反射蛍光顕微鏡
研究実績の概要

本研究では,エバネッセント光を用いた4次元計測法による界面近傍での熱流体の挙動の把握をサブマイクロメートルの微細構造を有するMYPOLYMERで作成された上の液滴の蒸発挙動について適用する。本年度ではモスアイ構造上の蒸発現象を促進または抑制する界面微細構造模したマイクロレギュラー構造を作製した。またこの構造によるピッチや高さの精緻さをみるために構造に光触媒を塗布し反応率を計測する実験では、PAK-01を用いたマイクロ構造を作製し、分光器を用いて反応率の取得を行った。モスアイ構造はイレギュラーに正立しているがこのマイクロ構造ではレギュラー配置をしており高さ及び構造間隔が既知である状態の実験を行った。その結果構造物のピッチと高さの変化による反応率も変化することが確認され構造物周りの流体挙動が変換することが確認された。モスアイ構造を用いるの前段階での実験計測が完了した。また実験との比較を行うための分子動力学法を適用し,トレーサー粒子のナノ構造内の拘束条件内で生じる境界条件の変化を予測できる解析手法の確認を行った。本手法の核となる粒子と壁との流体力学的相互作用を考慮した分子動力学法の開発を行った。通常の平面内では壁からの粒子の拘束条件は生じないが、構造物周りであると拡散係数が変化する。今年度はまずこの拡散係数の変化を反映可能な手法の開発を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Mypolymerを用いた構造体の作製の開発とそれを用いた屈折率調整法による計測法の確立を完了している。さらに本年度はレギュラーマイクロ構造を用いてピッチと高さの最適化を行った。同時に分子動力学的手法の開発も確認しており具体的なマイクロ構造を決定してシミュレーションの準備を完了させた。最終年度は実験計測視野内にいれる粒子に生ずる力を決定できるパラメータを模索し可視化形状と一致させる予定である。

今後の研究の推進方策

固体壁近傍領域における壁からの圧力反射による影響を粒子の運動状態に適切に反映させる手法を構造物周りに適用する分子動力学的手法を開発した。本手法を用いることにより,同時に具体的なピッチや高さの決定したモスアイ構造をナノインプリント法を用いて作製する。その構造をTIRFを用いて4次元計測を行いシミュレーション結果と比較をおこなう。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件)

  • [雑誌論文] 屈折率整合法を用いた微細構造体周りの流れ場の3次元可視化技術及び光触媒リアクターへの新展開2020

    • 著者名/発表者名
      海野徳幸、佐竹信一
    • 雑誌名

      伝熱

      巻: 59 ページ: 52-58

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi