2015 Fiscal Year Research-status Report
微小流路と電極対の高密度集積によるアレイ型多機能放電ジェットデバイスの実現
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26600064
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
高尾 英邦 香川大学, 工学部, 教授 (40314091)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 先端機能デバイス / プラズマ加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，複数の微小流路にガスや液体を流して放電を独立制御し，複数種類のガスプラズマや液体の噴流（ジェット）を微小空間で同時かつ任意の組み合わせで生成可能な「アレイ型多機能放電ジェットデバイス」を提案し，実現する。高密度・多種類の放電ジ
ェットを独立制御することで ，ジェットアレイ全体の形状，相対位置，構成ガスの分布や照射の時系列関係を自在に変化させることができる。これらの新しい機能を持つデバイスの検証実験を進めることを本研究の最終目標とする。本年度は以下2つの項目について
研究を行った。
１．各種ガスと液体の混合ならびに流量制御技術のデバイス集積： 本研究では，複数の微小流路にガスや液体を流すにあたって必要となる高圧力に耐えながら，なおかつ高流速の流体を精度良く制御することが必要不可欠である。そこで今年度においては，大変位スライド機構を有する高耐圧・高制御性のマイクロバルブを新たに提案し，その動作機構の流体モデル化と３Ｄプリンターによるマクロデバイスの作成，ならびに，マイクロデバイス化と微小流路との一体化に向けた構造設計を行った。次年度以降にこのデバイスを実現し，集積して評価を実施する。
２．複数材料を用いた複合機能プラズマジェットの同時生成： 微小流路間において異なるガスを流しながら，独立制御の放電電極で異なるガスプラズマを生成する研究を実施した。具体的には生体照射を想定するHeと不活性のArを用いた。現時点で，昨年実現したのと同じく320ミクロンピッチで異なるガス種の低温大気圧プラズマを生成することに成功している。今後はプラズマのガス温度等を計測しながら，対象物への照射とその強度依存性等を計測する。
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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
平成27年度の計画どおり，各種ガスと液体の混合ならびに流量制御技術のデバイス集積に向けて具体的な計画で実験が進んでいる。また，複数材料を用いた複合機能プラズマジェットの同時生成については重要なプラズマ生成の実験そのものに成功しており，本研究は計画に沿っておおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
気体と液体の供給を高いON/OFF比で連続的に制御するための微小ギャップ型スライドバルブ型流量調節器が必要であり，今後はマクロデバイスモデルで検証した成果をマイクロデバイスで検証し，流路との一体化技術を開発する。また，今後はその条件最適化と有効性検証に移ってゆく。よって複数材料を用いた複合機能プラズマジェットの同時生成については，最終的な「アレイ型多機能放電ジェットデバイス」の集積化実現にむけた研究を推進する。複数ガスをプラズマ状態同士でチップ内外において融合したり，混相流に対する放電を実施したりすることができる新規のデバイス機能を実現してゆく。
本提案の核となる技術の実証と評価・検証を行いながら，デバイスの安定性，信頼性，安全性に係わる放電ジェットの基礎特性評価を進めてゆく。
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| Causes of Carryover |
研究にあたっては次年度の内容と今年度の内容を切り分けることが困難であり，今年度の時点で実験をどこまで進められるかについては申請の段階では予測困難であった。そのために，計画時の予算計画と実際の使用計画に時期的なずれが生じてしまった。しかしながら研究計画そのものは順調に遂行されており，次年度においては総合的な内容と予算計画が合致する見通しである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度に開始している課題については次年度と連結されている。よって，実験計画が明確化した時点で最も適する機器や部品を選定し，適切に予算を使用する予定である。
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