せん断流中のナノ微粒子の熱挙動とクラスター形成に関する研究

纳米颗粒在剪切流中的热行为和团簇形成研究

• 批准号: 15656047
• 负责人: 木倉 宏成
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656047/
• 关键词: せん断流; マイクロ流れ; ナノ微粒子; ブラウン運動; 強磁性微粒子; 高分子溶液; クラスター形成; マイクロPIV

近年のナノテクノロジの急速な発展に伴い,マイクロ流路内の流れ場解析が盛んに行われ,その多くはトレーサ粒子の動きを解析するマイクロPIVが用いられている.本研究では金属・生物顕微鏡で使用されている暗視野法をマイクロPIVに応用し,従来の方法では困難であった,より小さな微粒子挙動を可視化することを可能するとともに,流れ場中の強磁性ナノ微粒子のクラスター形成を初めて可視化した.以下,本研究の実績を示す.(1)前年度使用した以外の高分子溶液および磁性流体の密度,粘度,磁化率等の物性値の測定を行った.(2)マイクロキャピラリーおよびマイクロチャンネルを用いて磁性微粒子クラスタの形成過程を調べた.せん断速度に応じて,クラスタの破断が予想される中,その時のせん断応力と印加磁場,磁性流体濃度,高分子濃度等の関連を明らかにした.(3)現有の高速度カメラを用いて画像データを取得し,得られたデータに画像処理解析を行った.サンプルによっては,クラスタの分離・合体がおこるので,膨大な画像データを統計処理し,クラスタ形成を特長づけるパラメータを見出す事を試みた.(4)マイクロテイラー渦流れを形成可能なマイクロ容器を作成し,本システムに適応すると同時に,テイラー渦流れのマクロ容器での実験を行い,マイクロ流れとの流れ場の相違を調べた.(5)マイクロテイラー渦流れの容器に磁性流体を注入し,暗視野法にて可視化出来ることを確認した.(6)得られた結果に基づき,総合的検討を行う.

In recent years, the rapid development of the flow field in the flow path has been accompanied by the analysis of the flow field in the flow path, and the analysis of the movement of many particles in the flow path has been carried out. In this study, the dark field method was used to visualize the movement of ferromagnetic particles in the flow field. The results of this study are shown below. (1)The measurement of density, viscosity, magnetic susceptibility and other physical properties of magnetic fluids other than polymer solutions used in the past year. (2)The formation process of magnetic particles is regulated by the use of magnetic particles. The relationship between breaking speed, breaking force, magnetic field, magnetic fluid concentration, polymer concentration, etc. (3)The existing high speed image acquisition, image processing For example, if you want to create a new image, you can create a new image by creating a new image. (4)The vortex is formed in the container, and the phase of the vortex is adjusted accordingly. (5)Magnetic fluid injection into the container, dark field method (6)The results are based on the results, and the overall search is ongoing.

项目成果

Thermal Behavior and Particle Size Evaluation of Primary Clusters in a Water-Based Magnetic Fluid

水基磁流体中初级团簇的热行为和粒径评估

• 发表时间: 2004
• 期刊: Science and Technology of Advanced Materials Vol.5, No.5/6
• 作者: H.Kikura;J.Matsushita;M.Matsuzaki;M.Aritomi;Y.Kobayashi
• 通讯作者: Y.Kobayashi

Flow Visualization and Particle Size Determination of Primary Clusters in a Water-Based Magnetic Fluid

水基磁流体中初级团簇的流动可视化和粒径测定

• 发表时间: 2004
• 期刊: Abstracts of 10th International Conference on Magnetic Fluids, Sao Paulo, Brazil
• 作者: J.Matsushita;H.Kikura;O.Hirashima;M.Aritomi;I.Nakatani
• 通讯作者: I.Nakatani

H.KIKURA, J.MATSUSHITA, M.ARITOMI, Y.KOBAYASHI, K.NISHINO: "Micro Visualization and PTV Measurement of Ferromagnetic Particles"7th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Vis ualization(FLUCOME'03), Sorrento, Italy. (CD-ROM). ID-152 (200

H.KIKURA、J.MATSUSHITA、M.ARITOMI、Y.KOBAYASHI、K.NISHINO：“铁磁颗粒的微观可视化和 PTV 测量”第七届流体控制、测量和可视化国际研讨会(FLUCOME03)，意大利索伦托

H.KIKURA, J.MATSUSHITA, M.MATSUZAKI, Y.KOBAYASHI, M.ARITOMI: "Thermal behaviour and particle size determination of ferromagnetic nano-particles in magnetic fluids"Nanoscience and Nanotechnology on Quantum Particles(NNQP2003). 43,75 (2003)

H.KIKURA、J.MATSUSHITA、M.MATSUZAKI、Y.KOBAYASHI、M.ARITOMI：“磁性流体中铁磁纳米粒子的热行为和粒径测定”量子粒子的纳米科学和纳米技术(NNQP2003)。

M.MATSUZAKI, H.KIKURA, M.ARITOMI, H.AKATSUKA: "Real-time observation of Brownian motion and cluster formation of ferro-and non-magnetic nano-particles in magnetic fluids"Nanoscience and Nanotechnology on Quantum Particles(NNQP2003). 44,76 (2003)

M.MATSUZAKI、H.KIKURA、M.ARITOMI、H.AKATSUKA：“磁性流体中铁质和非磁性纳米粒子的布朗运动和团簇形成的实时观察”量子粒子的纳米科学与纳米技术(NNQP2003)