マイクロチャンネルを用いた多相エマルション生成デバイスの開発に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18310091
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鳥居 徹 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60172227)
• Keywords: 多相エマルション / マイクロチャンネル / 単分散 / OTS / 濡れ性

Research Abstract

本研究は、マイクロチャンネルを用いて多相エマルションを生成する研究である。マイクロチャンネルで、O/W(Oil in Water)液滴を生成するには、マイクロチャンネルの濡れ性として親水性である必要があり、W/O(Water in Oil)液滴を生成するためには疎水性である必要がある。多相エマルションを1つのマイクロチャンネル中で生成するためには、疎水性マイクロチャンネルと親水性マイクロチャンネルが直列につながる必要があるため、微小なチャンネルに対する表面処理が難しく多相エマルション生成するのが困難であった。当該年度では、マイクロチャンネル中の表面改質に取り組み、表面処理剤としてn-オクタデシルトリクロロシラン(OTS)を用いて改質を試みた。ガラスマイクロチャンネルにOTSを導入すると疎水性表面となる。その後、フォトマスクを用意して親水化する部分に対して紫外線照射する。これにより、OTSは親水化する。これにより、局部的表面改質を行うことが出来た。それぞれ濡れ性の違うマイクロチャンネル交差部において、O/W(Oil in Water)液滴、W/O(Water in Oil)液滴を生成することが出来た。
以上の過程を経て単一チップ上でのW/O/W型多相エマルション(Water-in-Oil-in-Water型)生成に成功した.内外液滴径および内包液滴数は,流量比を調節することにより柔軟に制御できた.内外液滴径の変動係数はいずれも2.5〜4.0%と優れた単分散性を示した.また,第一生成部に十字型の流路を用い赤/青のインクをそれぞれ含んだ水滴を交互に生成させたチップでは,異なる2種類の水滴を内包した油滴を生成させることに成功した.