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相変態を利用した液体供給による液架橋マイクロマニピュレーション手法

Research Project

Project/Area Number 17656087
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

齋藤 滋規  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (30313349)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 邦夫  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (70226827)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords機械力学・制御 / マイクロマシン / マイクロ・ナノデバイス / マイクロアセンブリ / 微小物体物理学 / 相変態(相変化) / 液体凝集 / マイクロ液滴 / ミクロ・ナノデバス
Research Abstract

マイクロメートル以下の微小物体マニピュレーション手法の多くは固体間凝着現象の影響を受けゴ表面粗さのバラツキなど不確定要素が多く,再現性の高いものではなからた.研究代表者および分担者らは,その不確定要素を除く方法として,液架橋力を利用した手法を提案し,理論的な検討を行ってきた.しかし,微小量の液体(液滴)をプローブ先端などに供給することは容易ではなく,多数の微小物体操作に耐えうる機構を実現するのは困難ときれてきた.そこで,本研究では,液体供給の方法として水の相変態を用いた液架橋マイクロマニピュレニション手法を提案し,その可能性,適用範囲などを明らかにすることを目的とする.
本年度は,相変態を利用し準液体供給による液架橋マイクロマニピュレーションシステムにおける微小液滴析出の高速化・安定化について理論・実験の両面から検討を行った.具体的には,実験システムはマイクロステージと光学式実体ビデオ顕微鏡とから構成され,ステージ上には銅製の基板を配置した.基板裏側にペルチェ素子を取付け冷却・加熱が出来るようにし,冷却効率を上げるためにヒートシンクを付加した.このシステムを用いて微小液滴を冷却による結露によって析出させ安定化させる実験を行った.結果,ペルチェ素子を用いた冷却・加熱により,約1ピコリットルの液体(微小液滴)の凝集・蒸発を制御することが可能であることを実証し,微小液滴供給の高連化の可能性について定量的なデータを示した.また,今後の「相変態を利用した液体供給による液架橋マイクロマニュピレーショシ」における液体供給システムに関する設計指針を得ることに成功した.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2007 2005

All Journal Article (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 液架橋力を利用した微小物体操作のための微小液滴安定化2007

    • Author(s)
      増成伸一, 尾畑賢一, 齋藤滋規, 高橋邦夫
    • Journal Title

      2007年度精密工学会春季大会講演論文集 (CD-ROM)

      Pages: 408-409

    • NAID

      130005028499

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Micromanipulation Method based on the Capillary Force by Phase Transition2005

    • Author(s)
      Osamu Katsuda, Shigeki Saito, Kunio Takahashi
    • Journal Title

      Technical Proceedings of the 2005 NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show CD-ROM・2

      Pages: 426-429

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Phase transition approach to supply a micro-volume of water on the probe-tip for micro-manipulation by capillary force2005

    • Author(s)
      Shigeki Saito, Osamu Katsuda, Kunio Takahashi
    • Journal Title

      Abstracts of 2005 MRS Fall Meeting CD-ROM

      Pages: 430-430

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 液体パターン形成方法及び形成装置2005

    • Inventor(s)
      齋藤ら他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      齋藤ら他3名
    • Filing Date
      2005-04-27
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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