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ナノフルイドにおけるナノ粒子の分散・凝集に関る研究


溶媒中におけるナノ粒子
(上図)分散 , (下図)凝集

ナノ粒子は,比表面積が極めて大きいことや量子サイズ効果によって,バルクとは異なる性質を有するため,電子材料,磁性材料,光学材料などへの応用が期待されています。 ナノ粒子を液体に懸濁させた溶液はナノフルイドと呼ばれ、近年注目を集めています。

ナノフルイドの特性は、ナノ粒子や溶媒の種類によっても決まりますが、懸濁液中におけるナノ粒子の分散・凝集状態などにも左右されます。 従って、ナノフルイドの特性を制御するためには、ナノ粒子の分散・凝集状態を把握し、特性との相関を解明することが重要です。

当研究室では,表面修飾ナノ粒子を対象として,有機溶媒中におけるナノ粒子の分散・凝集状態について検討しています。 具体的には,離散要素法に基づく液相三次元粒子運動シミュレーションソフトウェアSNAP-L*)や,粒子と流体の運動を連成して解く固液混相流シミュレーションソフトウェアSNAP-F*)に表面修飾鎖の影響を組み込み,溶媒中におけるナノ粒子の分散・凝集メカニズムの解明を行うとともに,ナノフルイドのレオロジー特性との相関について定量的考察を行っています。
 


せん断流中におけるナノ粒子
(上図)分散 , (下図)凝集

【共同研究先】
・プロダクト・イノベーション協会
・城西大学 理学部数学科
・東北大学 WPI-AIMR 原子分子材料科学高等研究機構
・東北大学 多元物質科学研究所

*)SNAP研究会

研究テーマ

材料の製造プロセス

  1. 半導体,酸化物バルク単結晶
  2. 高分子薄膜
  3. 微粒子
  4. 重質油

対象材料に関る新しい測定法や観察法の開発

  1. 高温融体材料の熱物性計測および過冷却凝固時による相分離構造
  2. 高温高圧反応器内の流動・拡散場の可視化