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ナノ粒子認識を目指した化学・力学ナノセンサー

Research Project

Project/Area Number 10F00727
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

火原 彰秀  東京大学, 生産技術研究所, 准教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) PIGOT Christian  東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords光散乱 / レーザー分光 / マイクロ流体 / 共鳴 / 光散乱法 / ヘテロダイン / ナノ構造 / ナノ粒子 / リソグラフィー
Research Abstract

本研究ではナノ粒子を検出する新しい分析手法の開発を目的に、ナノ構造作製とレーザーヘテロダイン分光法について研究した。本年度は、ナノ粒子を検出する場として液面を用いることを検討する中で、閉じ込めサイズに共鳴する液面の毛管張力波を発見し、それを界面張力測定に用いる手法に適用することに成功した。
液面の界面張力波の測定には、二本のレーザービームを用いる二光束準弾性レーザー散乱法が用いられてきた。この手法では、液面に垂直に入射したレーザー光の界面張力波による散乱光中のドップラーシフト成分を、角度を定めて入射したローカル光との光ビートを利用して測定してきた。本研究では、マイクロチャネル中の液面を測定するとき、集光条件の単一光束準弾性レーザー散乱法を用いた。この光学配置では、様々な角度の散乱光の重畳が起こるため、角度分解能すなわち界面張力測定分解能は低下するが、様々な波数の界面張力波を同時に測定することになる。マイクロチャネル幅方向に散乱した光のドップラーシフトスペクトルを調べたところ、チャネル幅が半波長の整数倍の界面張力波に対応する位置にピークが現れた。このピークはチャネル流路方向には現れない。チャネル幅や溶媒を変えて検討し、このピークが確かに共鳴波であることを明らかにした。
様々な波数(波長)の波が熱ゆらぎにより発生する界面張力波のうち、空間サイズに共鳴する波が選択的に残り、非共鳴条件の波は素早く減衰するためにこのような共鳴が起こったと考えられる。このような界面張力波共鳴波は初めて観測されたものであり、新しい分析法への応用が期待できる。液面を観測場としてナノ粒子計測法に繋がる重要な結果が得られた。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Surface Tension Measurement at the Microscale by Passive Resonance of Capillary Waves2012

    • Author(s)
      Christian Pigot, Akihide Hibara
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 84 Issue: 5 Pages: 2557-2561

    • DOI

      10.1021/ac3000804

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Toward Chemical Sensing on Micro-Sized Interfaces Using a Micro-Fluidic Resonator2012

    • Author(s)
      Christian Pigot, Akihide Hibara
    • Organizer
      IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2012)
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2012-03-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Micro-Fluidic Resonator2012

    • Author(s)
      Christian Pigot, Akihide Hibara
    • Organizer
      The 25th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS 2012)
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2012-01-30
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Resonance of Capillary Waves in Microchannels2011

    • Author(s)
      Christian Pigot, Akihide Hibara
    • Organizer
      JAIMA Discussion on Analytical Science and Technology 2011
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Modelisation of Single Beam Heterodyne Method Dedicated to Microfluidic System2011

    • Author(s)
      Christian Pigot, Koichiro Seki, Akihide Hibara
    • Organizer
      The 11th Asian Conference on Analytical Sciences (ASIANALYSIS XI)
    • Place of Presentation
      Nanjing, China(Invited)
    • Year and Date
      2011-08-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Toward Improvement of Spectral Analysis of Liquid/Liquid Interface on a Lab-on-Chio2011

    • Author(s)
      Christian Pigot, Akihide Hibara
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Sciences (ICAS2011)
    • Place of Presentation
      京都国際会館(Young Invited)
    • Year and Date
      2011-05-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamic light scattering in micro-channel : importance of interface shape control2011

    • Author(s)
      C.Pigot, A.Hibara
    • Organizer
      LIMMS Workshop on Micro Nano Bio Integration
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
    • Year and Date
      2011-03-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of Lab-on-Chip liquid/liquid interfaces' spectral analysis2010

    • Author(s)
      C.Pigot, A.Hibara
    • Organizer
      NANOJASP2010
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.hibara.iis.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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