2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23656163
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 健太郎 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20242315)
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| Keywords | 超音波 / 液滴 / 分注 / 搬送 / 混合 / 非接触 / 音響放射力 / 音場 |
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| Research Abstract |
製薬、各種薬剤分析、新材料開発などの分野では微少量の液体をどこにも触れることなく輸送することが望まれている。本研究では、超音波音場に生ずる音響放射力により液滴を空中に非接触でトラップできることに着目し、液体を浮かせながら輸送する、いわば「非接触液送パイプ」の技術を生み出す。このためには、直線搬送、回転、搬送路間の受け渡しその他の操作を実現する必要がある。
1年目では直線搬送について予定以上の進捗があったが、その過程で液滴同士の混合や、混合した液体を滴下することも可能であることがわかった。そのため、2年目では、混合や滴下の方法や条件について検討した。
本年（3年目・最終年）では、２つの液滴の非接触混合について変調方法をさらに検討した。また、音場強度変調による液滴の動揺から液滴の質量などを推定することを検討した。精度は低いものの質量の見積りができることがわかった。また、混合については、２つの振動系を用いて音場分布を切り替える方式の基礎検討を行い、従来の変調法よりも高い再現性が得られる見通しを得た。一方、液滴を滴下（分注）する方法については、反射板に穴を設ける方法を2年目から検討してきたが、本年は穴の大きさと反射係数の関係を数値解析と理論考察により検討し、2年目で得られた実験結果を裏付けができた。
以上より、液滴を非接触で連続的に搬送する方法に加えて、2液滴の混合、滴下などについてもいくつかの基本的な知見を得ることができ、微小液滴を非接触で操作するシステム構築のために前進できたと考えられる。
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