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開発の事例:微粒子の合成と構造化 Examples of Tecnologies: Synthesis & Structuring of Nanoparticles (2018-2019)

Synthesis & Structuring of Particles【微粒子の合成と構造化技術の研究】本研究は、浮遊する微粒子・ナノ粒子の構造化と集積化について、従来まで考証されていなかった粒子群の輸送に対する「駆動力のバランス」の視点からの技術手法を開発したものである。特に、静電気力や対流による浮力等に着目し、形態が精密に制御されたナノ粒子の構造化を実現するとともに、プロセスの生産性も向上している。

(Article-1) High-throughput production of magnetite nanoparticles prepared by the monopolar arrangement of iron electrodes in water, Chem. Eng. Sci, 2019. DOI: 10.1016/j.ces.2019.02.027 電気化学法において化学薬品を使わず水と電極(鉄)のみを用いて磁性(酸化鉄)ナノ粒子の合成・構造化を行ったものであり、数値シミュレーションにより電界強度(電極配列)を最適化した結果、従来の電極配列による手法より約30倍の生産速度を実現できることを証明した。(Article-1)に関連した技術(特開2019-112668)により肥料栄養成分(P, Ca)のナノ粒子化が可能となり、農作物への導入も検証し、他のバイオシステムでの実用化を目指している (国内企業と共同出願, 2018)。

(Article-2) Particulate structures produced by electrosprays of colloidal silica suspensions in both negative and positive zeta potentials, Adv. Powder Tech. 2018. DOI: 10.1016/j.apt.2018.03.015 液相中ナノ粒子を気相中に浮遊させながら静電気力により構造体の形態を制御することで、光学特性の調整が可能な粒子膜を実現できることを証明した。本研究の成果はドイツと日本の大手企業の合弁会社と共同出願されている(特開2019-136636)。

(Article-3) Decomposition of solution droplets under the influence of thermal convection over a heated horizontal plate, Adv. Powder Tech. 2018. DOI: 10.1016/j.apt.2017.10.026 熱対流による「浮力」と「慣性力」とのバランスの制御というコンセプトを水溶液の液滴群の微細化・ナノ粒子化に展開したものであり、ナノ粒子構造化技術を新たに開発した。本研究の成果は第7回アジア粒子技術シンポジウム(台湾)に発表後、組織委員会により注目論文として評価され、国際誌に招待・掲載された。

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