2012年研究カタログ
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■ 研究担当:杉山順一 ■ ナノシステム研究部門 ナノシステム計測グループ■ 連携担当:太田敏隆 化学分野におけるマイクロ波加熱の利用研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●マイクロ波加熱を利用した高効率高選択性化学反応の基礎から体系化へ ●広い温度範囲(-196~350℃)で複素誘電率を評価 ●物質の特性や形状、反応様式に合ったマイクロ波照射装置の開発 マイクロ波は、物質特有の損失量(誘電損失、磁性損失、導電損失)、および形状を反映したエネルギー供給で物質を加熱します。触媒反応の表面活性化や、複合材料の界面改質など、外部からの伝熱では困難な熱傾斜が与えられるため、反応の選択性や効率の向上、新しい材料の創出などが期待できます。「波」の透過や侵入、干渉という特徴を考慮せずに照射すると加熱の位置むらや反射による効率低下が起こりますが、材料と電磁界の幾何学的関係を解明・理解することで、マイクロ波エネルギー利用の「ブラックボックス化」を払拭していきます。 マイクロ波は光と同じ電磁波です。マイクロ波が物質に照射されると界面での反射や屈折、内部での吸収が起こります。マイクロ波エネルギーを効率よく物質に吸収させて化学反応を進める、あるいはそのための装置を作成するには、複素比誘電率εr*の把握が必要です。εr*は温度や組成に伴って大きく変動するため、室温の測定値では実際の反応条件を再現しません。本研究では広い温度範囲で複素比誘電率を評価するとともに、照射時の電磁界シミュレーションや実際の照射反応を行い、マイクロ波化学の有効性を検証しています。● 腐食能や鍍金能のある液体、粉体-液体混合状態にある複合材料でも可能な、化学反応を想定した各種材料の複素比誘電率の温度特性解析● サーモグラフィーによる照射中の加熱分布測定● 設計装置のシミュレーションによる電磁界解析● 印加電界と消費電力の相関解析謝辞: 本研究の一部はNEDO委託「革新的マイクロ反応場利用部材技術開発」の成果です。���������������������������������������������������������������様々な検討用ツール・アイテム● 研究拠点つくば中央316ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-59N-59

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