[熱制御] 平成30年度採択課題

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岡部 弘基

生細胞内熱計測による温度シグナリング機構の解明

研究者
研究概要

本研究では、細胞内ナノスペースの温度変動が細胞機能の駆動力として働く「温度シグナリング」の原理を解明します。まず、独自の細胞内温度・熱計測法を用いて、細胞内における熱移動に関わる熱力学パラメータを決定します。また、細胞内熱維持や高効率の熱利用の機構を分子レベルで解明します。さらに、ナノスペースでの熱動態が組織などのマクロスペースへの温度シグナリングに与える影響を解明します。

岡本 範彦

電気化学的インターカレーション反応を利用した熱スイッチングデバイスの創出

研究者
研究概要

省エネルギーの観点から工場や自動車などから排出される莫大な廃熱を必要な箇所に運ぶ革新的熱輸送制御技術が求められています。本研究課題では、リチウムイオン二次電池の電極材料等で生じる電気化学的インターカレーション(挿入・脱離)反応を用いて、機械的駆動部無しに電圧制御だけで熱流を可逆的にON/OFFすることが可能な熱スイッチング技術を確立します。

金子 哲

分子素子実現に向けた単分子温度計測

研究者
研究概要

単分子素子のI-V・SERS・熱起電力の同時計測システムの開発を行います。特に、SERSによる温度決定手法の開発に重点を置きます。開発したシステムを単分子接合系に適用し、接合構造・電子状態・電子輸送特性・単分子温度という多角的視点で単分子接合の物性評価を行います。物性計測によって得られた知見に基づき革新的な新規熱電素子の開発を行います。

吉川 純

ナノスケール・フォノン輸送の電子顕微分光

研究者
研究概要

フォノンの分散関係や輸送特性を10ナノメートル以下の空間分解能で計測・可視化するための基盤技術を確立して、応用することを目指します。電子顕微分光法を進化させ、空間、エネルギー、運動量を高分解能で両立させて、フォノン計測へ展開します。この基盤技術の確立により、これまで数値計算に頼っていたナノスケールのフォノン物性を実計測できるようになります。

鈴木 健仁

極限屈折率材料の深化と熱輻射アクティブ制御デバイスの開拓

研究者
研究概要

極限屈折率材料は、10を越える超屈折率、ゼロ屈折率、0以下の負の屈折率を有しながら、無反射透明となる材料です。この極限屈折率材料の支配法則の理解を深化しながら、赤外光領域へと高周波化します。また、材料特性をアクティブに制御し、高機能化します。創製した材料を用いて、熱輻射の時間選択・伝搬遮断選択・指向性・集団的振る舞いを制御するアクティブなデバイスを開発し、熱輻射の積極的な再利用を目指します。

髙橋 英幸

高周波電子スピン共鳴によるマグノン熱伝導の制御

研究者
研究概要

これまで現象論的に説明されてきた低次元磁性体中のマグノンの熱伝導機構を、マイクロ波からテラヘルツにわたる高周波電子スピン共鳴により分光学的側面から明らかにします。量子スピン系の大きな熱伝導や、カイラル磁性体中の有限波数マグノンや非相反マグノン、テラヘルツ領域におけるマグノン‐フォノン結合など、物質固有のバルクの機能を活かした熱制御の原理を開拓し、将来の熱デバイス創出の基礎を築くことを目指します。

寺門 信明

スピン熱伝導を利用した熱伝導可変材料の創出

研究者
研究概要

固体中の熱の流れやすさは熱伝導率や界面熱抵抗などで決まります。これらの値を電界で時空間的に制御できれば、熱の流れる量や方向を自在に制御できる熱伝導可変材料が生まれます。本研究ではスピンが熱を運ぶ物質やその複合材料に注目し、電子機器の安定化や熱の再利用効率の向上に資する全く新しい熱伝導可変材料の創出を目指します。

原田 俊太

自然超格子フォノニック結晶による室温熱輸送制御

研究者
研究概要

最近の研究で、高度な微細加工によりフォノニック結晶が実現し、極低温において熱輸送の波動的な制御が可能であることが実証されています。本研究では、これを室温での熱輸送制御に応用するための材料開発を行います。高周波フォノンの熱輸送を制御する材料として酸化チタン自然超格子を用い、自然超格子フォノニック結晶によって室温熱輸送制御を実証することを目指します。

村上 陽一

共有結合性有機骨格の熱的モード究明と熱応用開拓

研究者
研究概要

共有結合性有機骨格(COF)は、ナノスケールの周期構造を自在に構築可能な非常に高いデザイン自由度をもつ結晶性多孔材料で、未来の材料として高い可能性を秘めています。本研究はCOF材料を合成し、構造解析と熱的モード解析により、その熱輸送機構に関する理解を獲得していきます。さらに、従来の材料では達し得ない機能を有する新規の熱輸送制御材料の創成を目指します。

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