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ナノ流動センサーを用いた微小流路内流動の制御

研究課題

研究課題/領域番号 14550228
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

市川 保正  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助手 (40134473)

研究分担者 星野 一憲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (30361546)
松本 潔  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (10282675)
下山 勲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (60154332)
福田 勝己  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助手 (20134471)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワードMEMS / Micro Fluidics / Micro Channel / Mass Flow Rate / Surface Tension / Hot Wire / Micro Venturi / PDMS / SWNT
研究概要

研究スケジュールとしては,2年間での研究を想定し,ナノ流動センサーを組み込んだ微小流路の試作,較正角流路試作とセンサーチップの性能評価および実際の流動制御実験を行い,マイクロ流路における流動特性を計測する.また,実験から得られた知見によって,マイクロ流路内の流動構造を明らかにするとともにナノ流動センサーによる制御システムをもつバイオシーケンサーチップに関する基礎的な知見を取得する.この研究計画に従って,14年度は深さ80μm,幅100μmの微小流路内にマイクロベンチュリ構造を設計し,圧力差を計測した.その結果,気泡を利用する圧力計やポンプでは気体の液相への溶解が無視できないこと,分岐流路の幅が本流路に較べてあまり小さくできないのでそちらへの流れの分岐が生ずることなど実際に流動制御を行うための基礎的な知見が得られた.15年度は14年度の成果をふまえて,マイクロ流動ポンプの設計製作,ナノ流動センサーの製作などを行った.実際の成果としては,流動制御用の電気浸透流ポンプを組み込んだマイクロミキサーを製作した.また,カーボンナノチューブ流動センサに関しても,シリコン微細構造の先端に,単層カーボンナノチューブを成長させる実験を行い,最大で10ミクロン程度の間隔を持つシリコン構造にナノチューブを架橋することに成功した.このセンサーによりマイクロ流路内のサブミクロン領域の流速分布が計測が可能に成ると期待される.

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] 市川保正, 星野一憲, 松本潔, 下山勲: "オンチップ流動センサの特性"日本機械学会熱工学講演会講演論文集. 135-136 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazunori Hoshino, Isao Shimoyama: "Analysis of elastic micro optical components under large deformation"Journal of Micro-mechanics and Micro-engineering. 13. 149-154 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 市川保正, 尾上弘晃, 山田雄士, 下山勲: "生物混相流のマイクロ特性"日本機械学会平成16年度年次大会講演会. (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 市川安孝(保正), 尾上弘晃, 星野一憲, 松本潔, 下山勲: "表面修飾した流路の流動特性"日本混相流学会年会講演会2004. (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruki Chujo, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "A High Flow Rate Electro-osmotic Pump with Small Channels in Parallel"Proc.of IEEE MEMS. 351-351 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasumasa Ichikawa, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Charactristics of on chip flow sensor"proc.of JSME conference of Thermal engineering 2002. 135-136 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazunori Hoshino, Isao Shimoyama: "Analysis of elastic micro optical components under large deformation"Journal of Micro-mechanics and Micro-engineering. Vol.13. 149-154 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasumasa Ichikawa, Hiroaki Onoe, Yuushi Ymada, Isao Shimoyama: "Characteristics of organismal multi-phase flow in the micro channel"proc.of JSME conference in September 2004. (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasumasa Ichikawa, Hiroaki Onoe, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Characteristics of the multiphase flow in the micro channel with the surface modification"proc.of conference of Japan Society of Multi Phase Flow 2004. (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruki Chujo, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "A High Flow Rate Electro-osmotic Pump with Small Channels in Parallel"Proc.of IEEE MEMS.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 市川保正, 尾上, 山田, 下山勲: "生物的混相流のマイクロ特性"日本機械学会平成16年度年次大会講演論文集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Hoshino, Isao Shimoyama: "Analysis of elastic micro optical components under large deformation"Journal of Micromechanics and Microengineering. 13. 149-154 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshino, Y.Murakami, S.Maruyama, K.Matsumoto, I.Shimoyama: "Electrostatically-Actuated Micro Cantilevers for Electro-Mechanical Measurement of Single-Walled Carbon Nanotubes Grown by Catalytic CVD"Proceedings of the 16th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems. 446-449 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 市川保正, 星野一憲, 松本潔, 下山勲: "オンチップ流動センサーの特性"日本機械学会熱工学講演会講演論文集. 135-136 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Hoshino, Isao Shimoyama: "Analysis of elastic micro optical components under large deformation"Journal of Micromechanics and Microengineering. 13. 149-154 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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