| 研究課題/領域番号 |
26660267
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
石井 大佑 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60435625)
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| 研究分担者 |
浦田 千尋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (40612180)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 微細構造 / 流路 / 表面張力 / 水輸送 / オイル輸送 / 分離 / 生物模倣 |
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| 研究実績の概要 |
本研究で構築を目指す水－油分離技術は、表面微細構造と表面化学組成を精密に制御することで達成される。固体表面における液体の濡れ挙動は、その表面微細構造と化学組成に依存している。フナムシの脚では、緻密な微細構造と疎水性分泌液との複合効果により、ポテンシャルエネルギーを制御して重力に抗して液体を上昇させている。この2因子を制御することで、液体と表面の界面自由エネルギーを制御できる。これまでの研究では、フナムシの脚の微細構造流路を模倣した突起構造流路を設計し、水を効率よくあげる突起配列パターンを明らかにした。本年度は、オイルを効率よくあげる表面組成を付与するために、CVDによる表面処理を施し、オイルに対する液体の濡れ挙動を解析した。具体的には、表面張力の異なる液体の前進角や後退角などの動的接触角を測定し、液体の動きやすさの指標であるヒステリシスで評価した。その結果、表面にフッ化炭素鎖を有する流路構造では、表面張力の小さなオイルでさえ、上昇させることが困難であった。一方、表面にアルキル炭素鎖を有する流路構造では、表面張力の小さなオイルは上昇させることができるが、表面張力の大きな水は上昇させることができなかった。今後は、表面修飾のパターニングを施すことで液体の上昇する場所を制御することを試み、水ー油の混合溶液からの液体分離プロセスの構築を検討する。さらには、異なる表面張力の液体を分離するプロセスへの展開も検討する。
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| 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
共同研究者とも密接にやり取りし、オイル輸送に最適な表面修飾剤を決定することに成功している。
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| 今後の研究の推進方策 |
表面微細構造の最適化および表面修飾剤の最適化はできているので、今後はパターニングの最適化を検討し、効率的な水油分離プロセスの設計を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
大型設備センターの装置等を利用することで、外部設備や備品の購入を最小限にできたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
微細構造作製費に使用し、実験を効率よく推進する。
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