乾燥における粒子系構造形成のメソスケールシミュレーション解析
【研究分野】化工物性・移動操作・単位操作
【研究キーワード】
コロイド / 乾燥 / 粒子膜 / 偏析 / 数値シミュレーション / 計算機シミュレーション
【研究成果の概要】
液中の微粒子のブラウン運動を追跡するメソスケールシミュレーションにより，微粒子分散液の乾燥において粒子系構造が形成される現象の解析を行った．乾燥により自由表面が後退して，その下方で粒子濃縮層が成長すると，乾燥速度が低下する原因となる．粒子の凝集性が強いほど，空隙率の高い濃縮層構造となり，乾燥速度低下が抑制されることを見出した．また，大きさの異なる2種類の粒子を含む分散液の乾燥において，表面に小さい粒子が集まる偏析現象の再現に成功し，粒径比が大きいほど偏析が促進されることや，偏析が最も促進される乾燥速度の存在を見出した．
【研究の社会的意義】
微粒子分散液の乾燥において，粒子系構造の形成が誘起される自己組織化現象が起こる．この現象を積極的に利用して，微細構造を有する機能材料の作製が行われている．本研究は，微粒子分散液の性状（粒子の分散・凝集）および乾燥の操作条件（乾燥速度）と粒子系構造の関係を明らかにすることで，構造制御による材料高性能化のための材料作製条件設計に対して知見を与えるものである．
【研究代表者】
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31
【配分額】2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)