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2015 Fiscal Year Annual Research Report

コロイド分散系における流動誘起単結晶化現象の解明と応用

Research Project

Project/Area Number 25289237
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

金井 俊光  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10442948)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsコロイド結晶
Outline of Annual Research Achievements

サブミクロンサイズの単分散油滴を作製するため、昨年度の推進方策に従い、デバイスの改良を行った。まず生成速度を増加させるため、シリンジポンプを用いた流動方法から窒素ガスを用いたガス圧による制御方法を検討した。ガスの圧力に耐えられるようにデバイスの補強も行い、ガス圧を増加することにより油滴の生成速度を向上できた。またサブミクロンサイズの油滴を作製するため、Siウエハ上に微細加工を行い、内径500 nmの流路を50本並列に配置したデバイスを作製した。ガス圧による流量制御方法と多チャンネル化により、単分散油滴の生産性を向上できた。一方で、油滴サイズは数μmに留まり、サブミクロンサイズの油滴は得られなかった。そこで、油相内に揮発性の高いヘキサンを予め溶解させておき、単分散油滴形成後、ヘキサンを蒸発させることによりサブミクロン油滴の作製を試みた。流量やヘキサン濃度を調整することにより、サブミクロンサイズの油滴の作製に成功した。
流動誘起単結晶化により得られた大面積コロイド結晶をゲルフィルム内に固定したコロイドフォトニック結晶ゲルフィルムでは、フィルムを固定し面内方向の変形を抑制することにより、センサー感度が向上することを見出した。またイオン液体含有コロイドフォトニック結晶ゲルフィルムでは、一軸圧縮により簡便に光学ストップバンド波長を制御できた。圧縮量によりストップバンド波長を可視光領域に渡って線形的に制御できた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Microfluidic devices fabricated using stereolithography for the preparation of monodisperse double emulsions2016

    • Author(s)
      T. Kanai, M. Tsuchiya
    • Journal Title

      Chemical Engineering Journal

      Volume: 290 Pages: 400-404

    • DOI

      10.1016/j.cej.2016.01.064

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ゲル固定コロイドフォトニック結晶のスペクトルチューニング2015

    • Author(s)
      直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 72 Pages: 582-589

    • DOI

      10.1295/koron.2015-0034

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Fabrication of monodisperse microbubbles using glass capillary microfluidic devices2015

    • Author(s)
      A. Matsuo, T. Kanai
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tunable colloidal photonic crystals immobilized in soft hydrogels2015

    • Author(s)
      Y. Naoi, T. Sawada, T. Kanai
    • Organizer
      Pacifichem
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製2015

    • Author(s)
      松尾綾、金井俊光
    • Organizer
      化学工学会群馬大会
    • Place of Presentation
      桐生市市民文化会館
    • Year and Date
      2015-11-27 – 2015-11-28
  • [Presentation] 圧縮によるゲル固定コロイドフォトニック結晶のストップバンド波長制御2015

    • Author(s)
      直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
    • Organizer
      化学工学会群馬大会
    • Place of Presentation
      桐生市市民文化会館
    • Year and Date
      2015-11-27 – 2015-11-28
  • [Presentation] ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製2015

    • Author(s)
      松尾綾、金井俊光
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [Presentation] ゲル固定チューナブルコロイドフォトニック結晶の異方的収縮を利用した高感度化2015

    • Author(s)
      矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [Presentation] ゲル固定コロイドフォトニック結晶の広範囲にわたる線形的なストップバンドチューニング2015

    • Author(s)
      直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-10-13 – 2015-10-15
  • [Presentation] イオン液体含有ゲル固定コロイドフォトニック結晶のスペクトルチューニング2015

    • Author(s)
      直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
    • Organizer
      高分子学会 高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17

URL: 

Published: 2017-01-06  

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