Nano-valve for nanofluidic circuits: nano-bubble valve

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K18866
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
• Research Institution: Waseda University (2023); The University of Tokyo (2021-2022)
• Principal Investigator: Mawatari Kazuma 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (60415974)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: ナノバブル / ナノバルブ / ナノ流路 / 相転移

Outline of Final Research Achievements

In this study, an artificial valve treating the smallest volume, femto litter (10 to the power of minus fifteen litter), was proposed, and the high performances (response time of less than 70 ms and pressure capacity of larger than 4 atm) were realized. With the results, high-level fluidic control became possible in the nanoscale small channels. These methods allow analysis of only one virus or only one cell, which have very small volumes, and contribute to medical and biological fields.

Free Research Field

マイクロナノ流体デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞１個やウィルス１個は体積がアットリットル（10のマイナス18乗リットル）やピコリットル（10のマイナス12乗リットル）であり、極微小量でこれまで分析が困難であった。今回、ナノスケールの流体回路での世界最小バルブを実現したことで、細胞１個やウィルス１個をハンドリングして分析できるデバイスが実現し、医学や生物学の分析ツールとして貢献することが期待できる。また、これらのツールにより早期のがん診断など医療診断への応用も期待される。