撃力による液体ジェットの制御と高粘度液滴を用いた革新的インクジェット技術の開発

利用冲击力和高粘度液滴进行液体喷射控制，开发创新喷墨技术

• 批准号: 16J08521
• 负责人: 木山 景仁
• 金额: $ 2.18万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08521/
• 关键词: 液体ジェット; キャビテーション; 流体力学

当該年度は本課題の最終年度であり，これまでに研究成果を挙げてきた撃力による液体ジェットの応用へ向けた研究の実施と，研究成果発表に力点を置いた．具体的には，医療機器・生体印刷用途に向けたマイクロジェット研究，および高粘度液体吐出機構開発に関する研究を進めた．まず，マイクロ液体ジェットを用いて，ゼラチンゲル（生体模擬材料）および動物皮膚へ対するマイクロ液体ジェットの衝突・浸透過程の実験的解析を行った．ゼラチンゲルを用いた実験では模擬材料に対する液体浸透過程について，動物皮膚に対する実験では皮膚内部に浸透するに要する条件について，それぞれ知見を得た．上記の結果は，医療機器・生体印刷等，幅広い応用へ向けた基礎的な知見となり得るものと期待される．上記の知見は，査読付き英文学術誌（Journal of Visualization）に論文として発表した．また，高粘度液体を吐出するための機構開発のため，撃力により生じるキャビテーション制御手法の実験的検討を行った．液体中に通常生じるキャビテーション(例：Pan & Kiyama, et al., PNAS, 2017)は制御が非常に困難であるのに対し，予め気泡を含有するゲルを系内部に配置することで，その制御を試みた．その結果，ゲルに予め含有される気泡が圧力変動に伴って膨張・収縮することに伴い，通常のキャビテーション気泡と類似の効果が認められ，ジェット射出能が向上した．これは，高粘度液体の吐出機構開発に資するものだと期待される．上記の知見は，査読付き学術雑誌に論文として発表した（前嶋，木山ら，日本画像学会誌，2019）．

When this year is the final year of this project, the research results are presented in the middle of the research results table. Specifically, medical equipment, biological printing applications to the research, research related to the development of high viscosity liquid ejection mechanism. The analysis of the process of penetration and conflict of liquid in animal skin and animal skin. In the case of animal skin, it is necessary to observe the conditions of penetration of liquid into the skin. The results of the above report are medical equipment, biological printing, etc., and the use of basic knowledge and expectations. The paper was published in the Journal of Visualization. The mechanism for discharging high viscosity liquids is discussed. In the liquid medium, usually, there is a problem (e.g. Pan & Kiyama, et al., PNAS, 2017) Control is very difficult. As a result, it is necessary to include the pressure change of the gas bubble, the expansion and contraction of the gas bubble, and the similar effect of the gas bubble. This is because the high viscosity liquid ejection mechanism development is expected to be completed. On the record, the knowledge is reflected, and the paper is published in the academic journal (Maejima, Kiyama, Journal of the Japanese Portrait Society, 2019).

项目成果

キャビテーションの発生条件を解明（東京農工大学プレスリリース）

阐明气蚀发生的条件（东京农工大学新闻稿）

On the acceleration-induced cloud cavitation in water and the gel

水和凝胶中加速引起的云空化现象

• 发表时间: 2018
• 作者: Kiyama;A.;Kurihara;C.;Hayasaka;K. and Tagawa;Y.
• 通讯作者: Y.

PVAゲルを用いたキャビテーション制御手法

使用 PVA 凝胶的空化控制方法

• 发表时间: 2017
• 作者: 木山景仁，Pan Zhao;田川義之;Daily J. David;Thomson L. Scott;Hurd Randy;Truscott T. Tadd;前嶋麻緒，工藤帆乃香，栗原千尋，木山景仁，田川義之
• 通讯作者: 前嶋麻緒，工藤帆乃香，栗原千尋，木山景仁，田川義之

PVAゲルを用いた新規インクジェット射出速度の制御手法

使用PVA凝胶的新型喷墨喷射速度控制方法

• 发表时间: 2018
• 作者: Ito;Katsumasa;前嶋麻緒，大貫甫，栗原千尋，木山景仁，田川義之
• 通讯作者: 前嶋麻緒，大貫甫，栗原千尋，木山景仁，田川義之

High-speed measurement of stresss fields in soft materials impacted by highly-focused microjets using photoelastic technique

使用光弹性技术高速测量受高聚焦微射流影响的软材料中的应力场

• 发表时间: 2018
• 作者: Miyazaki;Y.;Endo;N.;Kawamoto;S.;Kiyama;A. and Tagawa;Y.
• 通讯作者: Y.