2021 Fiscal Year Research-status Report
マイクロ多相流横断を介した機能性微粒子生成プロセス
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20K21104
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西迫 貴志 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10431983)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | マイクロプロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は以下の研究を実施した．
(1) マイクロ流路デバイスの作製：十字型マイクロ流路に替えてマイクロチャネル乳化用ノズルアレイをDLDマイクロピラーアレイと組み合わせたデバイスの設計・制作を行った．段差構造を実現するために，ネガ型フォトレジストSU-8への露光を2段階で行った後に現像処理を行うことで，段差構造を有する微小凸型を作製した．この凸型をシリコーン樹脂（PDMS）に転写し，酸素プラズマ処理によりPDMS薄膜を形成したガラス基板と強固に貼り合せた．さらに作製したデバイス内部の流路を酸素プラズマ処理に続く親水化処理剤の導入により親水化処理した．
(2) 油中水（O/W）滴の生成・分離試験：上記のデバイスを用いたO/W滴の生成・分離試験を実施した．分散相としてアクリルモノマー，連続相としてポリビニルアルコール(PVA)の2wt%水溶液を上記デバイスに送液し，マイクロノズルアレイの段差部においてサイズの揃った主液滴に加え，サイズの著しく小さいサテライト滴が生成される様子を確認した．次に，主液滴は支柱配列の傾きに沿って斜行するのに対し，サテライト滴は支柱配列の間を縫うように進み，互いに分離される様子を確認できた．また分離・回収されたモノマー滴に対する光硬化処理により，重合ポリマー粒子を得られることを確認した．
(3) 液滴・微粒子の表面修飾処理試験：
上記デバイスの連続相流入口から磁性ナノ粒子あるいは蛍光ナノ粒子を分散した連続相流を，粒子を含まない連続相流と並行して導入できるようにすることで，ノズルアレイで生成された後に支柱配列流路を斜行する液滴の表面に当該ナノ粒子を付着させ，表面が被覆された液滴を得られることを確認した．さらに硬化処理により，表面に当該粒子が付着・埋没したポリマー粒子が得られることを確認した．
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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
昨年度同様に新型コロナ禍による影響が懸念されたものの，特に大きな問題は発生せずおおむね順調に進展した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って進めていく．
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| Causes of Carryover |
昨年度に引き続き今年度も，成果発表の場として想定していた対面型の国内・国際学会の実施が見送られたことが主な理由である．次年度は本事業の最終年度であること，且つこれまで新型コロナ禍で実施が控えられていた対面実施型の国内および国際学会が開催される予定となっているため，出張が多く発生することが見込まれ，残額は全て使用される予定である．
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