2021 Fiscal Year Research-status Report
高速駆動するゲルポンプを内蔵したマイクロ流路分析システムの創製
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20K04391
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
原 雄介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90452135)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南川 博之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00358110)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゲル / ソフトアクチュエータ / マイクロ流路 / 微小ポンプ / BZ反応 / 導電性高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ゲルアクチュエータをマイクロ流路用のポンプの動力源として応用し、実用レベルで溶液を輸送可能なポンプが一体化したマイクロ流路分析システムへと発展させることを目標としている。従来型のマイクロ流路は、使用の度にポンプとの接続作業を行う必要があるため、コンタミネーションの原因となっていた。また、ポンプとマイクロ流路が別々となっているため、システム全体ではその体積と重量が大きいことが問題であった。このような問題を解決することを目指して、本研究では医療やバイオ分析に応用可能な、ポンプとマイクロ流路が一体化したシステムの構築を、微小化が容易で安価なゲルアクチュエータをポンプの動力源として採用することで実現することを計画している。このような目標を実現するためにはポンプの動力源として採用するゲルアクチュエータの形状や駆動周波数、また流路の構造を最適化する必要性がある。本年度は形状を変えることが容易で駆動周期を外部コントローラーによって制御可能な電場応答型のゲルアクチュエータを用いて検討を行った。電場応答型ゲルアクチュエータに関しては、高い制御が可能なように電極部分の化学組成についても改良検討を合わせて行った。また、ゲルアクチュエータの評価には重要な駆動周波数や力学特性を計測するシステムについて検討を行った。さらに、ゲルアクチュエータの駆動源である化学反応系について、濃度条件や温度条件に対する振動周波数の影響などを検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで、ゲルポンプ一体化型のマイクロ流路分析システムの構築に向けて、ゲルアクチュエータの形状や駆動周波数等の最適化検討を行ってきた。本年度は、電場応答型ゲルアクチュエータを用いて検討を行うとともに、駆動周波数や力学特性を計測可能なシステムの検討を行った。また、ゲルアクチュエータの駆動源である化学反応系について、濃度条件や温度条件に対する駆動周波数の影響などを検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降の研究では、ゲルアクチュエータの形状を最適化するとともに、駆動特性について計測を行っていく予定である。またゲルアクチュエータの駆動周波数を決定する化学反応系の反応条件について、引き続き詳細な検討を行っていく予定である。これらの検討を通して、マイクロ流路に適したゲルアクチュエータの設計指針を明らかにするとともに、ゲルアクチュエータから真に有効な仕事を取り出すことが可能か検証を行う予定である。
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