ナノペーパーの形成と機能を司る統計的流動の深化

深化纳米纸形成和功能的统计流程

• 批准号: 21H01244
• 负责人: 花崎 逸雄
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01244/
• 关键词: ハイドロゲル; 膨潤; 相転移; 相変化; ゲル化; 濡れ; ゲル; セルロースナノファイバー; ナノペーパー; 粒子追跡; フレキシブルデバイス; インクジェット; 毛細管現象; 流路; 秩序形成; ゾル; ラテラルフローアッセイ; 紙ベース分析チップ; 液滴; micro-PAD; 紙ベース分析デバイス; Lab on a Chip

セルロースナノファイバーから構成されるナノペーパーは，プリンティッドエレクトロニクスの基板としても盛んに扱われてきた．導電性インクのインクジェット描画では微量の水性インクがナノペーパーに着滴するので短時間に乾燥する．このため，水とナノペーパーとの相互作用に関しては，濡れ性に注目する以外は，導電性インク配線の電気抵抗の小ささに注目することが一般的である．これに対し，紙ベース分析デバイスの構成要素として活用する際には，インクジェット描画時よりも多くの水分により長い時間接触する場面が想定される．そして，実際にインクジェット描画よりも長時間多くの水に接触すると，ナノペーパーは次第に膨潤してゲル化する．乾燥状態のナノペーパーは無色透明であり，それは水にぬれた状態でも同様である．したがって，水中にナノペーパーが置かれた状態で膨潤してゲル化することがわかっても，ゲル化の過程を知ることは容易ではない．なぜなら，ナノペーパーの膨潤により出現するハイドロゲルと水との境界は目視で確認できないからである．そこで本研究では，一粒子追跡（Single Particle Tracking）に基づく顕微鏡動画データ解析によりゲル化の挙動を明らかにした．ブラウン運動するプローブ粒子を微量添加しておくことで，ナノペーパー膨潤型ハイドロゲルの存在領域を一般化拡散係数の指数低下により検出・定量評価することができる．この方法によりナノペーパーが水に濡れた際にセルロースナノファイバーで構成されるハイドロゲルが現れる基本的な過程を明らかにすることができた．

The design of the substrate is very simple. The conductive ink is painted with trace amounts of water and dried for a short time. In addition to conductivity, electrical resistance of wiring and electrical resistance, the interaction between water and electricity is related to general electrical resistance. In this paper, the composition of the paper is analyzed, and the composition of the paper is analyzed. When the paper is drawn, the water content is increased, and the contact time is prolonged. In the meantime, the paint will be painted for a long time and the water will be exposed for a long time. Dry state It is easy to know the process of water purification. The water level is visually confirmed. In this paper, we investigate the effect of single Particle tracking on the motion of micro-mirrors. A trace amount of particles is added to the surface of the particles in the movement of the particles, and the existence field of the particles in the expansion type is generalized. The dispersion coefficient is reduced exponentially. This method is based on the basic process of water purification.

项目成果

東京農工大学工学研究院先端機械システム部門花崎研究室

东京农工大学工学部先进机械系统系花崎实验室

ナノペーパー形成過程における容器側壁の影響に関するPIV解析

PIV分析容器侧壁对纳米纸形成过程的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yakata Kenji;Kurafuji Hiroshi;Tani Hiroshi;Lu Renguo;Koganezawa Shinji;Kawada Shouhei;Tagawa Norio;渡邊陽斗，花崎逸雄
• 通讯作者: 渡邊陽斗，花崎逸雄

滴下した水の乾燥過程におけるナノペーパーの変形挙動の解析

纳米纸滴水干燥过程中的变形行为分析

• 发表时间: 2022
• 作者: JUNG SEUNGYEON;高畠大夢;宮澤弘法;古澤卓;山本悟;森脇翔平，花崎逸雄
• 通讯作者: 森脇翔平，花崎逸雄

Partial structural order of gel-forming material detected as multimodal subdiffusion by logarithmic measure

• DOI: 10.1088/1361-648x/ac1cb1
• 发表时间: 2021-11-10
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
• 影响因子: 2.7
• 作者: Shimizu, Yugo;Hanasaki, Itsuo
• 通讯作者: Hanasaki, Itsuo