2017 Fiscal Year Annual Research Report
Evaporation and fission dynamics of highly charged mist as functional carrier
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15H04171
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
瀬戸 章文 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40344155)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 吉生 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (10152175)
東 秀憲 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (40294889)
折井 孝彰 国立研究開発法人理化学研究所, イノベーション推進センター, 上級研究員 (60321741)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 薄膜・微粒子形成操作 / 静電噴霧 / イオン / 液滴 / 分子シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は、機能キャリアとしての多価帯電ミストの蒸発・分裂に伴うダイナミクスを解明するために，in situ計測を可能とする新規モビリティーアナライザの開発（課題１；計測ツール開発）と，分子動力学計算を援用したミスト分裂過程のモデル化(課題２；モデル構築）の２つの課題に引き続き取り組んだ。
まず課題１においては、これまでの試作したモビリティ計測装置および導入した質量分析装置とのタンデム接続を進め、多価帯電ミストの帯電量と粒径の同時変化を実験的に明らかにするツールを開発した。特に試験物質として用いたポリエチレングリコール（PEG）については、質量／電荷数とモビリティーの関係を明らかにすることに成功した。また、アミノ酸など、種々の機能性物質を含むミストの帯電量と粒径の同時変化を実験的に解析し、連携先のパナソニックとの共同研究で新たな空気質制御のための物質搬送と機能発現の実用化を進めた。
一方、課題２のモデル計算においては分子動力学を用いた液滴の蒸発過程の解析を進めるとともに、生成した多価帯電ナノ液滴の電界中の移動についても新たな計算系を確立し、多価に帯電したナノ液滴のダイナミクスを明らかにする基盤を構築した。これらの成果をJ.Aerosol Sciに論文発表するとともに、電界中のダイナミクスについても国際誌に論文投稿中である。さらに本研究の知見を発展させた新たな展開として、静電スプレーで発生した機能性のナノ粒子を固体基板上に直接堆積させ、これらを生体高分子の超高感度検出に適用する研究にも着手し、単一分子レベルの検出に成功した。これらの成果についても論文を投稿中である。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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