Development of shape control technology of liquid droplet based on liquid marble engineering

基于液态大理石工程的液滴形状控制技术研究进展

基本信息

批准号：
20H02803
负责人：
藤井秀司
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Osaka Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、液滴と粒子のサイズが同等の次元において、高分子粒子によって安定化されたリキッドマーブルを作製し、その形状・構造、安定性について科学的理解を行うことにある。令和4年度は、下記3項目について検討を行った。1.安定化剤の作製および構造・物性評価： 2次元および3次元の（サブ）ミリメートルサイズの高分子粒子を作製し、その形状、サイズ、表面化学を評価した。粒子は以下の2つの方法で作製した。（a）高分子フィルムを金型で打ち抜く方法（2次元）、（b）高分子板からフライス盤を利用して切削する方法（3次元）。作製した粒子に対して、シランカップリング剤、金属蒸着を利用して表面疎水化処理を行った。さらに、生成粒子の形状、サイズ、臨界表面張力、表面化学を評価した。2.リキッドマーブルの作製および形状・構造、安定性評価：上記項目で作製した高分子粒子の乾燥体上で水滴を転がすことで、液滴表面に粒子が吸着したリキッドマーブルの作製に成功した。2次元粒子の系では、液滴体積とプレートサイズの比を制御することで種々の形状を有する多面体構造を有するリキッドマーブルを作製できることを明らかにした。一方、3次元粒子の系では、粒子が底面および側面が水滴表面に吸着して安定化された表面凹凸を有するリキッドマーブルが生成することを明らかにした。また、リキッドマーブルは数mmの高さから落下させても崩壊しないことを明らかにした。3.リキッドマーブルの形状制御：リキッドマーブルを物理的に合一させることで1メートルまでサイズ拡大が可能であることを確認し、外部からの機械的応力印加により、表面に任意の角度を有する直線および曲線を有するリキッドマーブルへの成形に成功した。

这项研究的目的是创建由液滴和颗粒相等的尺寸的聚合物颗粒稳定的液体大理石，并提供对它们的形状，结构和稳定性的科学理解。在2022财政年度，考虑了以下三项。 1。制备稳定剂和结构和物理特性的评估：制备了（亚）mm尺寸的2D和3D聚合物颗粒，并评估了其形状，大小和表面化学。颗粒以两种方式制备：（a）用模具（2D）打出聚合物膜的方法，以及（b）使用铣床（3D）从聚合物板切割的方法。使用硅烷耦合剂和金属蒸发对制备的颗粒进行表面疏水处理。此外，评估了产生的颗粒的形状，大小，临界表面张力和表面化学。 2。液体大理石，形状，结构和稳定性评估的制备：通过在上一节中制备的聚合物颗粒的干燥体上滚动水滴，我们成功地产生了液体大理石，其中颗粒吸附在液滴表面上。已经揭示了在二维粒子系统中，可以通过控制液滴体积与板尺寸的比率来产生具有多种形状的多面体结构的液体大理石。另一方面，在三维颗粒的系统中，发现颗粒吸附了水滴表面的底部和侧面表面，从而导致液体大理石具有稳定的表面不均匀度。它还表明，即使液体大理石从几毫米的高度掉落，它们也不会塌陷。 3。控制液体大理石形状：我们确认可以通过物理结合液体大理石来扩大尺寸，并通过从外部施加机械应力，成功地模压成型的液体大理石，其直线和弯曲线在表面上具有任意角度。

项目成果

期刊论文数量（111）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Particle Monolayer-Stabilized Light-Sensitive Liquid Marbles from Polypyrrole-Coated Microparticles

DOI：
10.1021/acs.langmuir.0c00061
发表时间：
2020-03-17
期刊：
LANGMUIR
影响因子：
3.9
作者：
Asaumi, Yuta;Rey, Marcel;Fujii, Syuji
通讯作者：
Fujii, Syuji

界面吸着粒子による液液・気液分散体の安定化

通过界面吸附颗粒稳定液-液和气-液分散体

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
化学と工業
影响因子：
0
作者：
Tsuneyama Hisaki;Sasabe Hisahiro;Saito Yu;Noda Taito;Saito Daiki;Kido Junji;M. Kohri;大久保敬;周亜倩・張厳匀・ビラニエレナ・冨田育義・稲木信介;藤井秀司
通讯作者：
藤井秀司

ポリピロール-ステアリン酸複合粒子で安定化された光応答性リキッドマーブル

聚吡咯-硬脂酸复合颗粒稳定的光响应液体大理石

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomooki Hosaka;Daisuke Igarashi;Kei Kubota;Ryoichi Tatara;and Shinichi Komaba;津村侑亮・平井智康・中村吉伸・藤井秀司
通讯作者：
津村侑亮・平井智康・中村吉伸・藤井秀司

日本化学会新領域研究グループ（分散凝集の学理構築への科学と技術戦略）

日本化学会新领域研究小组（分散与聚集理论确立的科学技术战略）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Shape-designable liquid marble stabilized with polymer plates

用聚合物板稳定的形状可设计液体大理石

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kobayashi Yasuyuki;Kubota Mai;Sugimoto Keiichiro;Kitakaze Tomoya;Harada Naoki;Yamaji Ryoichi;早川一郎;Junya Fujiwara; Florian Geyer; Yuta Asaumi; Doris Vollmer; Hans-Jurgen Butt; Tomoyasu Hirai; Yoshinobu Nakamura; Syuji Fujii
通讯作者：
Junya Fujiwara; Florian Geyer; Yuta Asaumi; Doris Vollmer; Hans-Jurgen Butt; Tomoyasu Hirai; Yoshinobu Nakamura; Syuji Fujii