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プラズモニクスと物性誘起物質輸送に基づく超高効率ナノ反応界面の創生

研究課題

研究課題/領域番号 16H04285
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関東京理科大学

研究代表者

元祐 昌廣  東京理科大学, 工学部機械工学科, 准教授 (80434033)

研究分担者 山本 憲  東京理科大学, 工学部機械工学科, 助教 (70749100)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2016年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード物性分布 / ナノ粒子 / プラズモニクス / 光熱効果 / 物性誘起物質輸送 / 界面反応
研究成果の概要

本研究では,ナノ粒子集合体やナノ構造体において発現する電場増強現象である表面増強プラズモン共鳴を用いて,増強電場による光放射圧を用いた分子トラップ,並びに光熱効果による熱泳動や誘起流といった現象を工学的に応用するべく,金ナノ粒子固定化基板を作成し,光照射に伴うナノ粒子の輸送現象を計測し,光強度や添加物質に依存した多彩な輸送現象を明らかにした.また,これら現象を評価するための熱流動計測法の開発もあわせて行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で観察した多彩なナノ物質輸送現象は,光の回折限界を超えた空間分解能を持ちながら,その有効範囲がマイクロメートルオーダーと広いため,近年特に重要視されている単一分子やナノ物質の分析感度の飛躍的な向上に貢献できるものである.今後のナノ物質ハンドリング技術のさらなる進展が期待される.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (66件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (57件) (うち国際学会 33件、 招待講演 15件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] リール第1大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] クロード・ベルナール・リヨン 第1大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] リール第1大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] リール第1大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional flow velocity and wall shear stress distribution measurement on a micropillar-arrayed surface using astigmatism PTV to understand the influence of microstructures on the flow field2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyasu Ichikawa, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Microfluidics and Nanofluidics

      巻: 22 号: 7 ページ: 73-73

    • DOI

      10.1007/s10404-018-2095-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical migration of liquid column in a glass tube2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Muto, Yuya Ayako, Ken Yamamoto, Makoto Yamamoto, Yukishige Kondo, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      European Physical Journal-Special Topics

      巻: 226 号: 6 ページ: 1199-1205

    • DOI

      10.1140/epjst/e2016-60217-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-hydrophobic-surface flow measurement by micro-3D PTV for evaluation of drag reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa, K. Yamamoto, M. Yamamoto, M. Motosuke
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 29 号: 9 ページ: 092005-092005

    • DOI

      10.1063/1.5001345

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] All-PDMS cytometer chip with embedded fiber waveguide and optimized 3D hydrodynamics focusing2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Motosuke, Reiya Ono, Kosuke, Shigeta, Ken Yamamoto
    • 学会等名
      The 32nd IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoactivation of interfacial tension gradient for advanced droplet manipulation2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      EMN Meeting on Droplet 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adhesion-free separation of particles/cells using three dimensional negative dielectrophoretic force2018

    • 著者名/発表者名
      Mio Mizoguchi, Ken Yamamoto, Babita Shashni, Shin Aoki, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology (APCOT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved nanoparticle concentrator chip using AC electroosmosis2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Fujita, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology (APCOT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of fluid flow-micropillar array interaction on the wall shear stress in a microchannel2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyasu Ichikawa, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      18th International Symposium on Flow Visualization (ISFV 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlled interfacial flow: principle and its potential future2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      Water on Materials Surface (WMS) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improved electrothermal flow manipulation for rapid and sensitive detection of analytes2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Higaki, Motoki Hino, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      Water on Materials Surface (WMS) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bubble-based dilutor and slit-type RBC agglutination detector for an integrated microfluidic blood typing device using whole blood2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sakurai, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      Water on Materials Surface (WMS) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of droplet activation method by photothermal interfacial flow2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Muto, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      Water on Materials Surface (WMS) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light-induced thermophoretic manipulation of nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yasuda, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      Water on Materials Surface (WMS) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single detection of 20-nm particle by heterodyne interferometric microfluidic cytometry2018

    • 著者名/発表者名
      Masumi Serita, Daiki Sakai, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimized electrode array for enhanced protein biding by electrothermal flow modulation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Higaki, Motoki Hino, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Whole-bood-based microfluidic blood typing chip with precise dilution and sensitive agglutination level detection2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sakurai, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concentration-adjustable superdilutor chip2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Yamamoto, Ryosuke Sakurai, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 白血球ローリングによるcatch-slip結合の変移2018

    • 著者名/発表者名
      市川 拓哉, 野村 彩夏, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 固液界面近傍における液体成分の識別および液体温度計測2018

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣, 武田 咲希絵, 執行 悠太, 山本 憲
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光異方性による温度測定の高空間分解能化へ向けた検討2018

    • 著者名/発表者名
      武田 咲希絵, 執行 悠太, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光熱効果を用いた非接触液滴ソーティング2018

    • 著者名/発表者名
      武藤 真和, 山本 憲, 山本 誠, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路内ピラーアレイ周りの3次元流動計測2018

    • 著者名/発表者名
      市川 賀康, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] プラズモン加熱場における熱泳動の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      保田 恭輔, 山本 憲, 河合 武司, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第46回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微小界面流の制御とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本学術振興会 水の先進理工学第183委員会 第44回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単一ナノ粒子の光干渉検出2018

    • 著者名/発表者名
      芹田 真澄, 酒井 大輝, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジュール加熱を用いた流動制御による界面反応促進2018

    • 著者名/発表者名
      檜垣 知加, 日野 元貴, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 交流電気浸透流の流速場から体積力場への逆解析2018

    • 著者名/発表者名
      太田 慎吾, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第38回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 数値シミュレーションと実験を駆使した最先端熱流体システム開発2018

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣
    • 学会等名
      COMSOLカンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced Cell/Biomaterial Assay using Micro-optofluidic Technology2018

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interfacial flow modulation in microfluidic platform2018

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke
    • 学会等名
      9th Workshop of Chemical and Biological Micro Laboratory Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microfluidic approach toward highly efficient biomedical interface2018

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke
    • 学会等名
      3rd International Biomedical Interface Symposium (IBMI2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorescent anisotropy thermometry as liquid temperature imaging technique in microscale2018

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Seminar on Heat Transfer VII
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金ナノ二量体周りの熱泳動現象の評価2017

    • 著者名/発表者名
      荻野 哲也, 保田 恭輔, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第23期講演会
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Potential of flow modulation for advanced functionality in Lab-on-a-Chip systems2017

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke
    • 学会等名
      Microfluidics, Liquid Handling and Lab on a Chip
    • 発表場所
      Mumbai, India
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorescent anisotropy-based thermometry as a microfluidic temperature imaging technique2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shugyo, K. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      12th International Symposium on Particle Image Velocimetry (ISPIV 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluidic-force-based nanoparticle concentrator chip2017

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita, K. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of temperature field for aqueous solution in microscale using fluorescent anisotropy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shugyo, K. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TEFC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple way of optical manipulation of particles/cells in microfluidic systems2017

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke
    • 学会等名
      8th International Conference and Exhibition on Lasers, Optics & Photonics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microchannel slip flow structure near superhydrophobic surface2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa, K. Yamamoto and M. Motosuke
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flexible microfluidic control for highly functionalized LOAC platform2017

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke
    • 学会等名
      Lab-on-a-Chip & Microfluidics, Point-of-Care Diagnostics & Global Health Asia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロ流路内コンポジット壁面近傍の3次元流動計測2017

    • 著者名/発表者名
      市川 賀康, 山本 憲, 山本 誠, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 抗原抗体反応促進のためのelectrothermal流による3次元流動制御2017

    • 著者名/発表者名
      日野 元貴, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第45回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光異方性の温度依存性に対する溶液粘度の影響2017

    • 著者名/発表者名
      執行 悠太, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第45回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 微小スケールにおける界面流動の制御2017

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光熱バルブによる液滴の軌道制御2017

    • 著者名/発表者名
      武藤 真和, 山本 憲, 山本 誠, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体制御と計測2017

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣
    • 学会等名
      第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A study on enhancement of interfacial reaction by electrothermal flow2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hino, K. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016 (MNST)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of trapping force of plasmonic tweezers by thermophoresis around gold nanosphere dimer2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ogino, K. Yasuda, K. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016 (MNST)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermophoresis around dimer of gold spheres for enhancement of trapping force of plasmic tweezers2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ogino, K. Yasuda, K. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      The 69th Annual Meeting of The American Physical Society - Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlled mixing and surface reaction by microscale property variation of liquid2016

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke, M. Hino, K. Yamamoto
    • 学会等名
      Fourth International Forum on Heat Transfer (IFHT2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear stress determination with micron resolution by single-viewing imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa, K. Yamamoto, M. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      Fourth International Forum on Heat Transfer (IFHT2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micron-resolution shear stress imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa, M. Yamamoto, M. Motosuke
    • 学会等名
      20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential of microscale electrical property modulation for controlled liquid manipulation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke, D. Ichimura, M. Hino, K. Yamamoto
    • 学会等名
      11th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-10-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単視野マイクロ3DPTVによる壁面近傍流動及び壁面せん断応力計測の有効性2016

    • 著者名/発表者名
      市川賀康, 山本憲, 山本誠, 元祐昌廣
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高感度検体検出のためのelectrothermal流による界面反応の促進2016

    • 著者名/発表者名
      日野元貴, 山本憲, 元祐昌廣
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロデバイス内熱流動現象の複合計測2016

    • 著者名/発表者名
      元祐昌廣
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フォトクロミック界面流動の微視的観測2016

    • 著者名/発表者名
      武藤 真和, 山本 誠, 近藤 行成, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      混相流シンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photochemical migration of liquid column in a glass tube2016

    • 著者名/発表者名
      M. Muto, M. Yamamoto, Y. Kondo, M. Motosuke
    • 学会等名
      8th Conference of the International Marangoni Association (IMA)
    • 発表場所
      Bad Honnef, Germany
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of microfluidic droplet under optically-induced tension gradient2016

    • 著者名/発表者名
      M. Motosuke, M. Muto
    • 学会等名
      EMN Droplet 2016
    • 発表場所
      Sebastian, Spain
    • 年月日
      2016-05-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光異方性を用いた流体温度マッピング2016

    • 著者名/発表者名
      執行 悠太, 相田 拓也, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第33回研究会
    • 発表場所
      東京大学生産研究所
    • 年月日
      2016-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究室webページ

    • URL

      https://www.rs.tus.ac.jp/motlab/jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究室webページ

    • URL

      http://www.rs.tus.ac.jp/motlab/jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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