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- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
強磁場、磁気力、弱磁性物質
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
所属学会
日本磁気科学会, 日本磁気学会, 応用物理学会, 低温工学・超電導学会, 電気学会, 日本化学会, 日本鉄鋼協会
電子・光機能材料研究センター
磁気力を利用した物質挙動制御と物質分離
磁場応用，磁気力制御，磁気浮上，磁気分離，磁場配向，その場観察，高磁場，超伝導磁石
概要
超伝導磁石で容易に得られる10 T程度の磁場を利用すると、水やプラスチックス、セラミックスのような様々な物質に対して、非接触で力学的効果を与えることが出来ます。これによって、異方性を利用した配向などの組織制御、物質の位置・移動の制御や、分離・分析、磁気浮上、重力効果の制御などの様々なプロセスが実現します。効果の表れ方や大きさは物質固有の性質に基づきますが、基本となる磁性はあらゆる物質が有するものであるので、条件を整えれば多くの物質に適用できます。本研究では、磁場を利用した物質挙動制御について、磁場下で起こる現象の可視化やシミュレーションなどを通して理解を深め、空間磁場の設計も合わせて最適化を目指しています。
新規性・独創性
● 高磁場中でも利用可能な可視化デバイス群を利用
● 13 Tの磁場中で使用できる共焦点レーザースキャン顕微鏡はオンリーワンの装置
● 磁場効果を増幅する磁気アルキメデス効果を考案し、これを各種プロセスへ適用
● どの要素過程においてどのように磁場効果を作用させるのかという観点でのプロセス設計
内容
水に上向きの磁気力を作用させると浮上できます。Fig.1は周囲媒体により磁気力効果を増幅する磁気アルキメデス効果で実現した水の磁気浮上です。Fig.2は1 mmの金粒子に磁場を印加することで粒子間の磁気的な反発により形成した三角格子です。条件を変えると格子定数を制御できます。Fig.3は磁性フィルターを使って磁性粒子を高速で分離する高勾配磁気分離過程の可視化例です。粒子の表面加工等により多くの物質分離に適用可能ですが、堆積過程を理解することで高性能化できると期待されます。Fig.4は世界でもNIMSにしかない13Tの磁場中で利用可能な共焦点レーザー顕微鏡です。磁場下で起こる現象の理解に寄与できると考えています。
まとめ
● 力学的効果を制御した特異な材料創成環境としての利用が期待される
● 物質に対して非接触で影響を与えることが出来る
● 新しい物質分離・分析、組織制御手法としての利用が期待される
