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2021 年度 実施状況報告書

感温磁性マイクロカプセルによるアクティブ伝熱促進機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K03919
研究機関青山学院大学

研究代表者

麓 耕二  青山学院大学, 理工学部, 教授 (50259785)

研究分担者 石井 慶子  青山学院大学, 理工学部, 助教 (80803527)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードマイクロカプセル / 相変化物質 / 磁性材料 / 高効率熱輸送
研究実績の概要

当初の研究計画通り,マイクロカプセル生成方法の高度化に関する基礎的研究に従事した.特にマイクロカプセル内に磁性材(ナノ粒子)および感温磁性材(ナノ粒子)を混濁したカプセルを製作し,各種物性値を明らかにした.さらにマイクロ流路内に均一分散した場合の流動特性について可視化試験を行った.本課題の成果として,磁場の供給により,流路壁面にマイクロカプセルがチェーンクラスターを形成する状態を明らかにした.また感温磁性流体を用いたカプセルでは,クラスターが生成されている壁面を加熱することにより,そのクラスター崩壊の様相を明らかにした.一方,新たなマイクロカプセルとして,相変化物質(PCM)を含有したカプセルの生成についても取り組んだ.特にPCMとして常温域近傍での相変化現象を明らかにするため,ガリウム(融点29℃)を用いたカプセルの生成に成功した.一部,相変化現象による高効率熱輸送を明らかにする実験を実施し,基礎的資料を得た.

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

当初の予定通り,マイクロカプセルの生成方法について一定の成果を得るとともに,各種パラメータに及ぼすカプセル性状を確認することができた.さらに得られた各種カプセルを用いてマイクロ流路内での流動試験を行い,基礎絵的資料を得ることができた.

今後の研究の推進方策

初年度の成果を踏まえて,各種カプセルを利用した熱輸送効率の高度化を明らかにする実験的研究に取り組む.具体的にはマイクロカプセル内にPCMと磁性材料をドーピングしたカプセルの生成試験を行なった後,マイクロ流路内での流動様相の把握および熱輸送性能を明らかにする.

次年度使用額が生じた理由

科研費研究は当初の計画通りに進んでいるが,新型コロナウイルス感染症に関連する出張等の中止等により残額が発生した.次年度に向けて少額ではあるが物品および出張等の経費として使用する計画を立てている.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 感温磁性粒子を含有したマイクロカプセルの作成と流れ場における流動様相2021

    • 著者名/発表者名
      小倉一起, 石井慶子, 麓耕二
    • 雑誌名

      日本機械学会流体工学部門 ニュースレター 流れ

      巻: 3月号 ページ: 1-2

  • [学会発表] The Simultaneous Visualization of Flow and Temperature inside a Pulsating Heat Pipe Using Temperature-sensitive Paint2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Otaka , K. Ishii, K. Fumoto
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of clusters in fluorescent magnetic microcapsule dispersions under forced convection2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki OGURA, Keiko ISHII, Koji FUMOTO
    • 学会等名
      Asian Conference on Thermal Sciences (ACTS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Measurement of Two-Dimensional Temperature Distribution and Flow Inside a Single Channel Simulating Pulsating Heat Pipe2021

    • 著者名/発表者名
      Rikuto SHIMODA, Yuya OTAKA, Koji FUMOTO, Keiko ISHII
    • 学会等名
      Asian Conference on Thermal Sciences (ACTS)
    • 国際学会
  • [学会発表] ガリウムマイクロカプセルスラリーの調製と対流実験による熱輸送評価2021

    • 著者名/発表者名
      大貫凌河,石井慶子,麓耕二
    • 学会等名
      第 10 回潜熱工学シンポジウム
  • [学会発表] 磁性粒子と相変化物質を封入したマイクロカプセルの合成とその観察2021

    • 著者名/発表者名
      川山昂祐 ,石井慶子,麓耕二
    • 学会等名
      第 10 回潜熱工学シンポジウム
  • [学会発表] 温度差を有する場の感温磁性マイクロカプセル分散液パッシブ流動の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 亮,石井 慶子,麓 耕二
    • 学会等名
      日本機械学会 第99期 流体工学部門 講演会
  • [学会発表] 蛍光磁性マイクロカプセルが形成するクラスター構造の可視化と強制流動場における流動特性2021

    • 著者名/発表者名
      小倉 一起,石井 慶子,麓 耕二
    • 学会等名
      第49回可視化情報シンポジウム
  • [図書] 小型化・集密化する電子デバイスを支える 熱輸送・冷却技術の進化と新展開2021

    • 著者名/発表者名
      麓耕二 ほか9名
    • 総ページ数
      183
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
    • ISBN
      978-4-86428-241-3

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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