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Shear-induced phase transition and alignment in a microchannel for functional design

用于功能设计的微通道中剪切诱导的相变和排列

基本信息

批准号：
21H01693
负责人：
小野努
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Okayama 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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究を効果的に推進するためには，「マイクロ流路設計」「流動・異相界面制御」「物質移動・溶液物性解析」「圧力損失計算・流量計測」などの要素技術について検証と検討を行っていくことが重要である。昨年度に引き続き，直接観察が困難なマイクロ流路内での流動挙動予測にはCFDシミュレーションを活用して，実験結果の検証に用いてきた。また，本研究では，マイクロ流路内に作用する高いせん断力を用いて相転移挙動がいかに影響を受けるか，またそこでの相転移挙動が固体化した材料の構造にどのように影響を与えるかは大きな関心を持つ。マイクロ流路を流れる液滴内の溶媒が外相へと物質移動することによって，液滴内部の高分子濃度が増大し，結果として相転移を誘起したカプセル構造になる現象が確認され，さらにその内部のカプセル構造も多層構造になり得ることが見いだされた点は大変興味深い。ここでは，物質移動とともに溶液組成が変化するが，単分散液滴を調製できていることによって液滴サイズの減少を観察するだけで物質移動量が見積もれることから，溶液組成と相転移の関係が明らかになった。一方，ジェット流からの繊維形成においても，原料溶液を送液するチューブ内にてスラグ流や液滴状態を予め形成させることによって，任意の短尺繊維調製が可能なことが見いだされており，マイクロ流路内でセグメント空間を設計したうえで高せん断場での固体形成を促進することが新たな材料設計につながることが見いだされたことは大変興味深い。

The results of this research are promoted by "Makko flow path design", "Flow and heterogeneous interface control", "Substance movement and solution" "Performance Analysis" "Pressure Loss Calculation and Flow Measurement" is an important part of the element technology and certification. It was difficult to directly observe and predict the flow behavior in the flow path last year. The CFD is the best way to use it effectively, and the result is the same as the proof of use. Therefore, this study is based on the fact that the action in the flow path is high and the breaking force is high and the cutting force is affected by the phase shift and movement.か, またそこでのphase movement がsolidification した Material のstructure にどのように Impact を and えるかは大きなCare をhold つ. The flow of the liquid in the liquid droplet is caused by the external phase of the solvent and the movement of substances, and the increase of the polymer concentration inside the droplet, resulting in phase shift.したカプセルstructure になるphenomenonがconfirmationされ, さらにその内のカプセThe multi-layered structure of the structure is very interesting.ここでは, substance movement とともに solution composition が変化するが, 単dispersed droplets をmodulation できていることによって droplets サイThe amount of material movement is reduced, the amount of material movement is reduced, and the composition of the solution is related to the phase shift. On the one hand, the ジェット flow からの繊dimensional formation においても, the raw material solution をfeeding liquid するチューブ内にてスラThe liquid droplet state is formed and formed, and any short-dimensional modulation is possible.だされており, でセグメントspace を design inside the マイクロ flow path したうえで高せんbreak field でのsolid form Cheng を promotion することが新たな material design につながることが见いだされたことは大変interestingdeepい.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マイクロ湿式紡糸プロセスによる短繊維の調製

微湿法纺丝工艺制备短纤维

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuya Fujita ; Kosuke Suzuki ; Chun-Yi Chen ; Tso-Fu Mark Chang ; Daisuke Yamane ; Hiroyuki Ito ; Katsuyuki Machida ; Kazuya Masu ; Masato Sone;西條由佳理，渡邉貴一，小野努
通讯作者：
西條由佳理，渡邉貴一，小野努

Flow-induced production of polymer materials with microfluidics

利用微流控流动诱导生产聚合物材料