2013 Fiscal Year Annual Research Report
交流電気浸透流を用いたマイクロアクチュエーションシステムの開発
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23360073
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉田 和弘 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (00220632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 眞一 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10092579)
金 俊完 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (40401517)
嚴 祥仁 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (20551576)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 先端機能デバイス / マイクロ・ナノデバイス / アクチュエータ / 電気浸透 / MEMS / 機械力学・制御 / マイクロポンプ / 流体 |
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| Research Abstract |
本研究課題では，固定電極から成る単純構造で低い電圧により安定に液体の対流を発生する交流電気浸透流を応用したマイクロ流動源を提案，開発した．平成25年度に得られた主な成果は以下のとおりである．
（１）四角柱－スリット電極を用いた交流電気浸透マイクロ流動源の試作および特性評価：四角柱電極とスリット電極を対向配置した電極対を用い，交流電気浸透流を一方向の流れに変換するマイクロ流動源をMEMSプロセスを開発して試作し，実験的に特性評価を行った．各部の寸法の流速に及ぼす影響を明らかにするとともに，有限要素解析に基づく結果との比較を通してその有効性を示した．四角柱電極1個およびスリット電極2個から成る長さ0.2 mm，幅0.2 mm，高さ0.05 mmのユニットに対し，振幅26 Vpp，周波数100 Hzの交流電圧を印加し脱イオン水をポンピングしたところ，最大流速1.6 mm/sが得られた．なお本成果は，国際会議ICMDT2013および国際会議ICMT2013において発表した．
（２）平板－細管電極を用いた交流電気浸透マイクロ流動源の試作および特性評価：（１）で得られた結果に基づき，平板－細管電極を用いた交流電気浸透マイクロ流動源の特性について有限要素解析を行い，最適設計を行った．その結果，細管の直径は小さいほど高出力が得られ，しかも直径が小さくなるほど急激に性能が向上することを確認した．また，平板‐細管電極を並列配置し流量の増大を図った集積化デバイスを提案し，直径1 μmという極めて小さい直径の孔を有する平板電極を試作することにした．その前段階として，直径10 μmの孔が間隔40 μmで配置された厚さ30 μmの平板をMEMSプロセスを開発して試作した．さらに，平板電極と組み合わせ，集積化デバイスを構築した．なお本成果は，日本機械学会2014年度年次大会で発表予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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