磁性コロイドの外場応答ジャミング・ライク転移と硬軟プログラミング材料の創製

磁胶体的外场响应类干扰转变和硬软编程材料的创建

• 批准号: 21H01637
• 负责人: 阿部 浩也
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Osaka University
• 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-21H01637/
• 关键词: 磁性コロイド; 粒子デザイン; レオロジー; 磁性粒子; コロイド; 粒子合成; 粒子設計; 硬軟材料

硬さと柔らかさの両方を兼ね備え、状況に応じて硬軟が等温可逆的に変化する材料は人間共存型ロボットをはじめとして様々な応用が期待される。この候補材料として、磁性粒子を機能発現の要素とする濃厚系磁性コロイドの開発に取り組む。この磁性コロイドは無磁場下では流動性を示し「柔らかさ」を呈する。一方、磁場を印加すると磁性粒子が一斉に磁場の向きに配列しようとするが、粒子濃度が高いため粒子同士が絡み合って動けなくなり、磁性コロイドが固化する（ここではこの現象をジャミング・ライク転移という）。このときの「硬さ」は粒子濃度や磁場強度に加えて粒子形状などに依存する。これらのパラメータと「硬さ」との関係を明らかにするとともに、人が感じる硬軟をプログラムできる材料の創製を目指す。本年度は磁性コロイドに用いる磁性粒子の合成を行った。具体的には多面体マグネタイト粒子の合成に取り組み、合成条件がマグネタイト粒子の形状に及ぼす影響を調べた。その結果、反応速度を変化することにより、球状、８面体、20面体、50面体のマグネタイト粒子が合成された。これらのマグネタイト粒子のサイズはほぼ1マイクロメートルであった。この方法の特徴は従来から使用されている界面活性剤などの有機助剤を一切使用せずに形状制御した点である。また、合成条件により、粒子サイズの制御も実現できた。さらに、磁性コロイド作製に必要な量（少なくとも50g／バッチ）を合成できる条件も見出した。

结合硬度和柔软度的材料，并且在等温变化的硬性变化和柔软度的情况下，预计将在包括人类共存机器人在内的各种应用中使用。作为该候选材料，我们将致力于开发与磁性颗粒作为功能发展的功能的丰富磁性胶体。该磁胶体在磁场下表现出流动性，并表现出“柔软度”。另一方面，当施加磁场时，磁颗粒试图立即在磁场的方向上对齐，但是由于颗粒的高浓度，颗粒交织在一起并无法移动，从而导致磁胶体凝固（在这里，这种现象被称为刺激性的过渡）。此时的“硬度”取决于粒子浓度和磁场强度以及粒子的形状。我们旨在阐明这些参数与“硬度”之间的关系，并创建可以对人类可以感觉到的硬度和柔软度进行编程的材料。今年，我们合成用于磁胶体的磁性颗粒。具体而言，我们研究了多面体磁铁矿颗粒的合成，并研究了合成条件对磁铁矿颗粒形状的影响。结果，通过改变反应速率合成球形，八面体，二十面体和八面体磁铁矿颗粒。这些磁铁矿颗粒的大小约为1千米。该方法的一个特征是它不用于传统使用的有机辅助剂（例如表面活性剂），而是以一种形式控制的，而无需使用任何常规使用的有机辅助剂。此外，由于合成条件，粒度控制也可以控制。此外，还发现可以合成磁胶体制备所需的量（至少50 g/批次）。

项目成果

分散系のレオロジー

分散体系的流变学

• 发表时间: 2021
• 作者: Ono Mizuki;Yamane Masachika;Tanoue Shuichi;Uematsu Hideyuki;Yamashita Yoshihiro;阿部浩也 （分担執筆）
• 通讯作者: 阿部浩也 （分担執筆）

Low-temperature synthesis of high-entropy (Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O nanoparticles via polyol process

• DOI: 10.1016/j.oceram.2022.100223
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Open Ceramics
• 作者: Fei Li;Guo‐Jun Zhang;H. Abe

Cluster glass transition and relaxation in the random spinel CoGa2O4

无规尖晶石 CoGa2O4 中的团簇玻璃化转变和弛豫

• DOI: 10.1103/physrevb.103.224408
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: T.Naka;T.Nakane;S.Ishii;M.Nakayama;A.Ohmura;F.Ishikawa;A.de Visser;H. Abe;T. Uchikoshi
• 通讯作者: T. Uchikoshi

複合粒子アセンブリ―による多孔体の微構造制御とその機能

复合颗粒组装多孔材料微观结构及其功能控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Fukuda Nobuko;Ishida Naoyuki;阿部浩也
• 通讯作者: 阿部浩也

Effect of transition metal oxides addition on the color tone of Bi₄V₂O₁₁-based red pigments

过渡金属氧化物添加对Bi₄V₂O₁₁基红色颜料色调的影响

• DOI: 10.2109/jcersj2.21151
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Ceramic Society of Japan
• 影响因子: 1.1
• 作者: NAKAJIMA Takumi;ABE Hiroya;SUZUKI Yoshikazu
• 通讯作者: SUZUKI Yoshikazu