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蠕動マイクロポンプと能動マイクロミキサーを内蔵する高機能μ-TASデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06041
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東京工業大学

研究代表者

嚴 祥仁  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (20551576)

研究分担者 吉田 和弘  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (00220632)
金 俊完  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40401517)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード誘電エラストマーアクチュエータ / 蠕動マイクロポンプ / 能動マイクロミキサー / MEMS / UV硬化性 / 機械要素
研究成果の概要

蠕動マイクロポンプと能動マイクロミキサーを内蔵する高機能μ-TASデバイスのため誘電エラストマーアクチュエータを開発した.本研究ではマイクロチャネル上に複数の誘電エラストマーアクチュエータを配置することを可能にする新しいMEMSプロセスを提案,開発した.MEMS技術を用いて誘電エラストマーアクチュエータを製造するために,誘電エラストマーとしてUV硬化性のPDMSを,電極としてUV硬化性で薄く柔軟性が高く成形でき,導電性が高いPEDOT:PSSを用いた.提案した製作方法を実現するためのパラメータを実験的に検討し,単層のアクチュエータを試作して性能を評価した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

MEMS技術を応用して積層ダイヤフラム形誘電エラストマーアクチュエータを製作することで,マイクロ化したアクチュエータの大量生産が可能になる.また,積層して多段階化したアクチュエータを用いて蠕動マイクロポンプと高機能能動マイクロミキサーを実現し,μ-TASデバイスに内蔵することで安価で高性能のμ-TAS用デバイスが実現可能になり,生化学分野等の発展への貢献が期待できる.

報告書

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

    (10件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] オークリッジ国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] OAK RIDGE National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘電エラストマーアクチュエータの高出力化に関する研究(UV 硬化性PDMS へのチタン酸バリウム添加の効果)2018

    • 著者名/発表者名
      嚴 祥仁, 宮田 航成, 吉田和弘, 金 俊完
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proposal of a peristaltic micropump using dielectric elastomer actuators fabricated by MEMS technology2017

    • 著者名/発表者名
      Sang In Eom, Kosei Miyata, Kenta Asai, Joon-wan Kim, Kazuhiro Yoshida
    • 学会等名
      Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) 2017
    • 発表場所
      Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UV硬化性PEDOT:PSSへの糖アルコール添加による誘電エラストマーアクチュエータの特性改善2017

    • 著者名/発表者名
      嚴祥仁, 宮田航成, 吉田和弘, 金俊完
    • 学会等名
      山梨講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘電エラストマーアクチュエータの高出力化に関する研究(UV硬化性PEDOT:PSSへの糖アルコール添加の効果)2017

    • 著者名/発表者名
      嚴祥仁, 宮田航成, 吉田和弘, 金俊完
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on a Micropump Using Stacked Diaphragm-Type Dielectric Elastomer Actuators - Development of Novel Fabrication Method2016

    • 著者名/発表者名
      Sang In EOM, Kenta ASAI, Kazuhiro Yoshida
    • 学会等名
      20th International Conference on Mechatronics Technology(ICMT2016)
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フォトリソグラフィで製作するDEアクチュエータ駆動蠕動マイクロポンプの提案2016

    • 著者名/発表者名
      嚴祥仁, 浅井 健太, 宮田 航成, 金俊完, 吉田和弘
    • 学会等名
      平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      青森市
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] UV硬化性材料を用いた積層形DE アクチュエータの提案2016

    • 著者名/発表者名
      浅井健太, 嚴祥仁, 吉田和弘
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016 in Yokohama
    • 発表場所
      神奈川県
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 積層ダイアフラム形DEアクチュエータを用いたマイクロポンプに関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      嚴 祥仁, 宝来 亮汰, 吉田 和弘, 横田 眞一
    • 学会等名
      平成28年春季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-16  

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