1999 Fiscal Year Annual Research Report
表面張力の温度依存性を利用したマイクロマシン用アクチュエータの開発
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11555058
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 英生 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50166964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 誠 NTTエレクトロニクス株式会社, フォトニクス事業本部, 技術部長
齋藤 元浩 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90314236)
堀江 三喜男 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (00126327)
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| Keywords | マイクロアクチュエータ / 表面張力 / マランゴニ効果 / マイクロポンプ |
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| Research Abstract |
本研究は、液体用アクチュエータ、特に液体搬送用マイクロポンプとして、従来ほとんど類をみない作動原理に基づく方式を、熱流体工学の立場から提案するとともに、その実用化への基礎的な検討を行ったものである。すなわち、微小スケールの世界において体積力に比して支配的となる表面力の一つとして、気液界面での表面張力を利用したアクチュエータを対象として研究を行った。
表面張力は温度に依存するので、気液界面に沿って温度こう配を付与できれば、液体を駆動することができる。しかし、微小スケールの世界では熱伝導がよいので自在な温度分布を形成するのは、従来行われてきたようなヒーター設置による方法では困難である。そこで温度分布を制御できる熱電素子の導入を試みた。具体的な例としては、2次元チャネルの壁面に、熱電素子と気液界面を形成する空隙とを、周期的に繰り返して配置するような系を考えた。今年度は、まず実験条件の設定等に関して定量的予測を行うため、このような2次元流れに関して、熱電素子内のペルチェ発熱・吸熱やジュ-ル発熱等を考慮することにより、チャネル壁内の温度分布も連成した表面張力対流の数値解析を重点的に行った。これにより、熱電素子の特性、液膜厚さ・熱電素子間隔等の幾何学的因子が、流れ場に及ぼす影響を明らかにすることができ、基礎的特性は把握できた。同時に、熱電素子をマイクロ加工する試み等の実験的検討も行った。
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Research Products
(1 results)
