機能性流体の挙動メカニズムの解説と応用技術

機能性流体は電界や磁界などの外部刺激に応じて挙動が可逆的に著しく変化する流体であり、代表的には、ERF (電気粘性流体) 、MF (磁性流体) 、MRF (磁気粘性流体) およびECF (電界共役流体) が挙げられます。 　ERF、MFおよびMRFは、電界または磁界の印加・除去により、見かけの粘弾性が大きく変化する流体であり、ECFは、直流高電圧の印加によって活発な流動を発生する流体です。 　これらのユニークな特性は、アクチュエータシステム、制振システム、サスペンションシステム、音響システム、冷却システムなど幅広い技術に適合した制御要素として応用できるのみならず、新しい機器開発への発想を提供します。 　上記機能性流体の挙動メカニズムは本来非常に複雑ですが、本講演では、できるだけ分かりやすく解説し、特性の独自性と応用技術について紹介します。

1. はじめに
   1. 機能性流体と歴史的背景
   2. 機能性流体の基本原理と挙動
   3. 応用分野と研究状況
2. ER流体 (ERF: Electro-Rheological Fluids)
   1. ER流体の種類と組成
   2. ER効果発現メカニズムと応力特性
      1. 分散系および均一系ER流体の基本的応力特性
      2. ER効果発現の理論的検討 (球形粒子分散系ER流体)
      3. 粒子分散系ER流体のER効果 (静的特性と動的特性)
      4. 分散系ER流体が具備すべき条件
   3. ER流体デバイスと関連技術への適用
   4. ER流体の応用技術
      1. ER流体の応用デバイス
      2. 応用デバイスが抱える問題
      3. ERゲル (ERG) の開発とその応用
3. 磁性流体 (MF: Magnetic Fluids)
   1. 磁性流体の磁気的性質
      1. 磁性流体の組成
      2. 磁性流体の挙動
   2. 磁性流体の応用例
4. MR流体 (MRF: Magneto-Rheological Fluids)
   1. MR流体の磁気的性質
      1. MR流体の組成
      2. MR流体と磁性流体の比較
   2. MR流体の基本的応力特性 (MR効果)
      1. 降伏応力の発現
      2. MR流体が具備すべき条件と問題点
   3. 問題点の解決検討 (実用的開発)
      1. 分散媒のチキソトロピー化
      2. 開発したMR流体と性能評価
   4. MR流体の応用技術
      1. 関連技術とデバイスの基本的設計
      2. MR流体の実用デバイス例
5. 電界共役流体 (ECF: Electro-Conjugate Fluids)
   1. 電気流体力学 (EHD) による液体ポンピング
      1. EHD現象の研究分野と体系
      2. 液体駆動力の根源
   2. EHD液体ポンピングのメカニズム
      1. 従来のメカニズムと実用上の問題点
      2. 問題点克服に向けたメカニズム
   3. 数元効果による液体上昇挙動 (水分の効果)
      1. 作動液体中の解離イオンと移動度
      2. 液体上昇原理と支配的イオン極性
      3. 数元効果挙動の論理的説明
   4. 伝導ポンピングメカニズムに基づくEHDポンプ
      1. 過去のEHDポンプ開発例
      2. 新規 EHDポンプの設計と試作
   5. EHDポンプの応用技術
6. おわりに
• 質疑応答