Research研究内容
光を使って、ミクロな世界の熱・物質移動現象を見る・測る
- 熱物質移動と計測
- 対流熱物質伝達
- 熱物性計測
- エネルギー変換
- 超臨界流体
- マイクロ熱流体
マイクロ熱流体Micro-scale thermal flow
マイクロチャネル構造を用いた沸騰伝熱の研究
多層マイクロチャネル構造
多層マイクロチャネル構造の伝熱性能
発熱密度が上昇し続けている電子機器の冷却、分析や反応に用いるマイクロ流体デバイスの局所温度制御、生体内微小領域の冷却治療など、小さな領域における冷却技術の重要性が高まっています。これに対し、本研究室ではマイクロチャネル内の相変化伝熱を利用した冷却技術に関する研究を行っています。小さな限られた空間における高い伝熱性能を実現するためには、マイクロチャネルの多層構造を用いた対流沸騰伝熱が有効となります。
本構造を用いた実験では、冷媒として用いたフロンよりも大きな蒸発潜熱をもつ水のプール沸騰(限界熱流束 1.11×106 W/m2)を大きく上回る熱流束を得ました。マイクロチャネル構造を用いた沸騰伝熱は、多層化などの有効な手段を用いることにより高い伝熱性能を実現する可能性があり、冷却を必要とする装置の進化に大きく貢献することが期待できます。
ナノスケール液膜の動的挙動の可視化
液滴の微視的形状
先行薄膜の可視化
車のフロントガラスや登山用ウエアの雨粒の撥水や化粧水の肌への塗り広げといった液滴の“濡れ”現象は人々の生活の中で身近に存在しています。しかし、ナノスケールの液滴の“濡れ”現象については未だ明らかになっていない点も多く、知見が求められています。例えば、ナノスケール液滴の時間変化の伴う形状の変化については未だ明確な理論が確立されていません。
本研究室では位相シフトエリプソメータという光学計測装置を用いることで、ナノスケールの流体の時間変化の伴う挙動の高速・高精度な可視化計測を行っています。特に、私たちが普段目にしている液滴の淵の部分となる巨視的固気液境界線から、ナノスケールの液膜領域である微視的固気液境界線の間に存在する“先行薄膜”と呼ばれる液膜の挙動の可視化計測を行っています。