高クヌッセン数流れにおける非平衡現象の分子スケール解析

高努森数流动中非平衡现象的分子尺度分析

• 批准号: 18760123
• 负责人: 森 英男
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760123/
• 关键词: 高クヌッセン数流れ; REMPI; 面・分子干渉; 感圧塗料; 分子センサー; 分子線; Langmuir-Blodgett膜; マイクロ・ナノデバイス; 分子数密度流束

低密度領域やマイクロ・ナノデバイス中の流れ場に代表される高クヌッセン数流れでは,連続体である流体としてのマクロな特性よりもむしろ原子・分子オーダーの影響が非常に強く現れ,その結果マクロ領域では現れない特異な物理現象が発現する.そのため,このような高クヌッセン数流れを総合的に理解するためには,流れ場の原子・分子オーダーでの理解と固体表面近傍における原子・分子の挙動を理解する必要がある.本研究では,分子センサーによる計測や分子運動に基づく理論解析により,高クヌッセン数流れの解析を行った.高クヌッセン数流れにおける気体分子と固体表面の相互作用を調査するためのプローブとして用いられる分子線の詳細な特性を明らかにするため,気体分子の光共鳴励起を応用した分光学的手法であるREMPI法を用いて,昨年度までに構築した面・分子干渉実験装置より発生する窒素分子線の回転温度および回転エネルギー分布の計測を行い,分子線の形成過程における温度非平衡現象を実験的に解析した.また,分子センサー技術を応用した固体表面の圧力計測法である感圧塗料(PSP)を低密度気体流やマイクロ・ナノ流れの解析に応用するため,ナノ分子膜(LB膜)の形成手法をPSPに応用した感圧分子膜を開発し,その特性調査を行った.発光分子として用いるメゾポルフィリン錯体の中心金属により圧力感度が大きく変化することを示し,それぞれの発光分子に対して圧力計測に最適な圧力範囲条件を明らかにするとともに,感圧分子膜の温度感度や表面粗さなど,マイクロ・ナノデバイス中の圧力計測に影響を及ぼす性質についても調査した.さらに,μmオーダーの径を持つ平行流路やコニカルノズル内部の圧力計測に感圧分子膜を適用し,本計測手法の圧力計測精度や空間分解能を明らかにすることで,本手法の有用性を示した.

Low-density field やマイクロ・ナノデバイス中の流れ场にrepresentative される高クヌッセン numbers flow れでは, even the body である流The characteristics of the body and the molecule are the properties of the atoms and molecules. The influence is very strong and the results are strong. It's a special physical phenomenon, it's a physical phenomenon, it's a physical phenomenon, it's an understandingには, flow れfield のatomic・molecule オーダーでのunderstanding とsolid surface close to におけるatom・molecule の挙movable をunderstanding するnecessary がある.This research is about molecular motion measurement and molecular motion theory analysis and numerical flow analysis. Analytical analysis of the interaction between high-speed and high-speed flow of solid molecules and solid surfaces. Using the detailed characteristics of the molecular line, the optical resonance of the chromium molecules is excited, and the optical technique of the した is used. The REMPI method is used, and the last year's construction of the surface and molecular interference device is used to generate the molecular line of the element and return the temperature.よび転エネルギーdistribution measurement and execution, molecular line formation process and temperature non-equilibrium phenomenon and analysis of it.また, molecular センサーtechnology を応 したsolid surface pressure measurement method であるPressure Sensing Paint (PSP) をLow-density vapor flow やマイクロ・ナノ流れのanalytic に応用するため, ナノmolecule film (LB film) formation method をPSP に応用した pressure sensitive molecular film をCharacteristics investigation of 発し, そのcharacteristics investigation. Large きく変化することをshowし, それぞれの発光molecule に対して徧force meter and measurementにoptimum pressure force range condition を明らかにするとともに, temperature sensitivity of pressure-sensitive molecular film, surface roughness, さなど, マイクロ・ナノデバイス中 の の に に を and ぼ す propertiesについてもinvestigationした.さらに,μmオーダーの diameter holder and parallel flow path やコニカルノズル internal pressure measurement and pressure sensing points The sub-membrane is not applicable, and the pressure measurement accuracy and spatial decomposition capability of this measurement method are clearly demonstrated, and the usefulness of this method is clearly demonstrated.

项目成果

Pressure sensitive paint suitable to high Knudsen number regime

• DOI: 10.1088/0957-0233/17/6/s02
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Measurement Science and Technology
• 影响因子: 2.4
• 作者: H. Mori;T. Niimi;M. Hirako;H. Uenishi

感圧分子膜の特性評価

压敏分子膜的表征

• 发表时间: 2007
• 作者: 松田佑;森英男;山口浩樹;坂崎良樹;内田徹;新美智秀
• 通讯作者: 新美智秀

Optical Diagnostic Methods for High Knudsen Number Flows

高努森数流量的光学诊断方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: IFS-JAXA Joint Symposium on Advanced Fluid Information
• 作者: J.Sakurai;S.Hata;A.Shimokohbe;T.Niimi
• 通讯作者: T.Niimi

白金ポルフィリン錯体を用いた感圧分子膜の開発

使用铂卟啉络合物开发压敏分子膜

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本機械学会論文集B編 74-738
• 作者: 松田 佑;森 英男;山口 浩樹;坂崎 良樹;内田 徹;新美 智秀
• 通讯作者: 新美 智秀

感圧分子膜に適した色素分子の選定

适用于压敏分子膜的染料分子的选择

• 发表时间: 2008
• 作者: 内田 徹