2016 Fiscal Year Annual Research Report
磁場により誘起される音響・発熱・緩和現象を制御する磁性ナノ粒子材料の創製
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15H05414
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清野 智史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 磁性 / 磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気緩和現象・励磁音響現象・磁気発熱現象について、新規MRI磁気造影剤の研究、励磁音響効果の物理的基礎現象の解明、外部磁場による酵素結合磁性ナノ粒子の機能制御という3つのテーマを具体的な研究対象とした。
磁性ナノ粒子が溶媒中に分散した磁性流体について、その物性値（一次粒子径、二次粒子径、粒子径分布、表面保護状態、磁化、濃度、粘度）を厳密に測定し、磁気緩和現象、励磁音響現象及び磁気発熱現象との相関を議論した。
励磁音響現象については、昨年度までに確立した発音機構モデルが、複数の磁性流体種でも適用できることが確認された。また、発音が交流磁場印加後僅かに遅れて生じる現象を議論するために、磁性流体の物性値を変化させた系での検討を行った。より具体的には、一次粒子径と磁化は同じで、二次粒子径と粘度のみ異なる磁性流体を得るために、市販磁性流体にグリセリンを適宜添加した系を構築した。その結果、遅延時間は殆ど変化しなかった。二次粒子径や粘度はブラウン緩和時間と強い相関があることから、遅延現象はブラウン緩和現象とは無関係であることが示唆された。
磁気発熱現象については、交流磁場印可下にある磁性ナノ粒子の発熱量を、交流磁気ヒステリシス曲線から求める手法を確立したことから、磁性ナノ粒子の物性との相関をより正確に議論することが可能となった。その結果、空間内に交流磁場を均一に発生できれば、均一な発熱量が得られることを実験的に確かめることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高濃度の磁性流体について、二次粒子径の測定が想定以上に困難であった。濃厚な系でも測定可能な技術を有する企業を発掘し、依頼分析を行うことで解決できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁気緩和現象・励磁音響現象・磁気発熱現象のそれぞれについて、平成29年度までに得られた知見を相互にフィードバックすることで、研究を高度化していく。昨年度までの検討により、交流磁場印可時の磁気緩和現象と、励磁音響現象及び磁気発熱現象との相関の一部が明らかとなった。今年度の検討により、さらなる現象の解明を進める。
研究に用いる磁性ナノ粒子は、市販磁性流体と自作ナノ粒子の両方を用いる。これらの磁性ナノ粒子分散液の物性（例：一次粒子径、二次粒子径、粒子径分布、表面保護状態、磁化、濃度、粘度）を評価し、励磁音響現象と磁気発熱現象の検討に用いる。
昨年度までに、励磁音響現象における発音機構のモデルを構築するに至っている。しかし、交流磁場の印可から実際の発音に至るまでに遅延が生じる要因が不明である。磁性流体の物性と遅延時間との関係を調査し、遅延が生じる要因の解明を狙う。
磁気発熱現象の検討として、磁性ナノ粒子の物性と発熱量との相関を明らかにする検討をさらに進める。昨年度に確立した磁性ナノ粒子の磁気特性から発熱量を評価する手法を適用し、粒子物性と発熱量との相関を明らかにしていく。
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Research Products
(5 results)
