Development of nano-rheometry technology to elucidate relationship between application properties of gels and pastes and their microstructures

开发纳米流变技术来阐明凝胶和糊剂的应用性能与其微观结构之间的关系

• 批准号: 21K18686
• 负责人: 高橋 勉
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18686/
• 关键词: レオメトリー; 塗布; ゲル; ペースト; インデンテーション試験; 分散系流体; ナノインデンテーション; レオロジー

ペーストやクリーム状の懸濁液・乳濁液は超低応力・低ひずみ領域において分散粒子や凝集体がジャミングを起こし，降伏応力を持ち，塗布膜 の平滑性やイン クジェット3D造形などの製品性能に重要な影響を与える.このような流体の流動および降伏特性に及ぼすナノからサブミクロン サイズの微細構造の影響を直接的 に計測できる新たな技術として超高感度荷重センサによるナノ・インデンテーション試験を応用した構造解析 技術「ナノ・レオメトリー」の手法と理論を構築 し，レオメータにより求まるミクロン領域の平均的特性との比較から流体中の微視的構造と降 伏特性の関係を明らかにする. 本研究は次の3つのステップに従って実施する.すなわち，(i)高性能回転型レオメータで測定可能なサブミクロン領域における降伏現象発生前 のレオロジー特性 の新たな評価方法の開発，(ii)超高感度荷重センサを搭載した最新かつ国内唯一のバイオ・ナノ・インデンテーション試験装 置を用いたナノからミクロン領域 のレオロジー特性評価方法の開発，そして(iii)レオメータによる体積平均的特性とインデンテーション試験 による局所的特性の比較による内部構造変化の評価 方法を開発し，これらを総合して「ナノ・レオメトリー」技術として体系化していく. 令和4年度は(ii)のバイオ・ナノ・イ ンデンテーション試験により濃厚エマルジョンおよびハイドロゲルに対して球状圧子を押し込み，その後の引き剥がし過程における除荷曲線をJKRモデルで解析し，等価弾性係数および付着仕事を算出した.これらの値は試料の構造的な特性とよく一致を示し，ナノ・インデンテーション試験がレオメータで検知できない微視的構造の差異を評価できることを示した．

ペ ー ス ト や ク リ ー ム shape の suspension, emulsion は ultra-low 応 force, low ひ ず み field に お い て や dispersed particles coagulate collective が ジ ャ ミ ン グ を up こ し, subdue 応 force を ち to have, Coating film の smoothness や イ ン ク ジ ェ ッ ト 3 d plastic な ど の products performance に important な を and え る. こ の よ う な fluid flow の お よ び yield characteristics に and ぼ す ナ ノ か ら サ ブ ミ ク ロ ン サ イ ズ の fine-structure の affect を directly に measuring で き る new た な technology と し て ultrahigh sensitivity load セ ン サ に よ る ナ ノ · イ ン デ ン テ ー シ ョ ン test を 応 with し た structure parsing techniques "ナ ノ · レ オ メ ト リ ー" を build し の gimmick と theory, レ オ メ ー タ に よ り o ま る ミ ク ロ の ン field characteristics of the average と の is か ら fluid の micro structure と drop v characteristics of visual の masato を and Ming ら か に す る. This study は の 3 つ の ス テ ッ プ に 従 っ て be applied す る. す な わ ち, (I) type high performance planning back レ オ メ ー タ で determination may な サ ブ ミ ク ロ ン field に お け る yield phenomenon 発 living の レ オ ロ ジ ー features new た の な review の open 発 価 method, (ii) high sensitivity load セ ン サ を carry し た latest か つ only の バ イ オ · ナ ノ · イ ン デ ン テ ー シ ョ ン test processing を with い た ナ ノ か ら ミ ク ロ ン field の レ オ ロ ジ ー review 価 method の 発, そ し て (iii) レ オ メ ー タ に よ る average volume features と イ ン デ ン テ ー シ ョ ン test に よ る bureau features の is に よ る internal structure - the の review 価 method を open 発 し, こ れ ら を 総 close し て "ナ ノ · レ オ メ ト リ ー" technology と し て systemized し て い く. Make and 4 year は (ii) の バ イ オ · ナ ノ · イ ン デ ン テ ー シ ョ ン test に よ り strong エ マ ル ジ ョ ン お よ び ハ イ ド ロ ゲ ル に し seaborne て globular 圧 を joab son し 込 み, そ の の lead き after peeling が し process に お け る except the load curve を JKR モ デ ル で parsing し, Such as 価 弾 sex coefficient お よ び pay the shi matter を calculate し た. こ れ ら の numerical は sample の な characteristics of tectonic と よ く consistent を し, ナ ノ · イ ン デ ン テ ー シ ョ ン test が レ オ メ ー タ で 検 know で き な い micro depending on difference of tectonic の を review 価 で き る こ と を shown し た.

项目成果

Oil-in-Waterエマルションにおける多重ラメラ2重層構造と局所力学物性の相関

水包油乳液多层双层结构与局部力学性能的相关性

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤澤優輔;守裕也;宮嵜武;木元祐之介，堀合眞知，長瀬賢史，宇野明，佐藤靖徳，高橋勉
• 通讯作者: 木元祐之介，堀合眞知，長瀬賢史，宇野明，佐藤靖徳，高橋勉

ハイドロゲルの降伏特性に対するJeffreys model解析

水凝胶屈服特性的 Jeffreys 模型分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤澤優輔;守裕也;宮嵜武;木元祐之介，堀合眞知，長瀬賢史，宇野明，佐藤靖徳，高橋勉;木元 祐之介，佐藤 靖徳，高橋 勉
• 通讯作者: 木元 祐之介，佐藤 靖徳，高橋 勉