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マイクロチップを用いた脈動混合による単分散金ナノ粒子創製

研究課題

研究課題/領域番号 18710078
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 ナノ構造科学
研究機関京都大学

研究代表者

菅野 公二  京都大学, 工学研究科, 助教 (20372568)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード金ナノ粒子 / マイクロ流体デバイス / マイクロポンプ / MEMS / 局在表面プラズモン / バイオセンサ / マイクロリアクタ / 脈動混合 / ナノ粒子 / マイクロチップ / SPR / マイクロ流体システム
研究概要

金ナノ粒子の局所プラズモン共鳴(LPR)や表面増強ラマン散乱(SERS)を用いた化学分析の高感度化を実現するために,最も大きな電場増強を示す粒子径60nmで粒子径分布の小さな金ナノ粒子を還元法により作製することを目的とした.そのため,マイクロポンプと混合用マイクロ流路を用いた脈動混合を2液に適用した.この手法により迅速な2液混合を行い,小さな粒子径分布の金ナノ粒子を作製する.研究成果を以下に示す.
(1)脈動混合法の混合速度評価: 蛍光顕微鏡を用いて蛍光色素と純水の2液が混合する様子を観察し,混合速度を計算した.その結果,最短で95msecの混合が可能であり,混合速度をマイクロポンプの切替周波数により制御できることがわかった.
(2)ポリマーマイクロ流路の設計・製作: ポリマー製の最適な混合流路形状を設計するために,流路内圧による流路変形を考慮することができる新しい電気等価回路解析モデルを構築した.このモデルにより,流路形状による流量や流れの応答性を正確に解析することができる.
(3)脈動混合を用いた金ナノ粒子作製と粒子生成メカニズムの考察: 脈動混合により混合速度を制御し金ナノ粒子を作製した.(1)での混合速度と生成した粒子の粒子径・粒子径分布の関係から生成メカニズムについて考察を行った.
(4)化学分析への応用の検討: LSPもしくはSERSを用いた化学分析に応用するために,金ナノ粒子の電場増強と消失スペクトルを有限差分領域法(FDTD)を用いて計算し,最適な構造を導出した.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 電気等価回路を用いたバルブレス圧電マイクロポンプの流れ特性解析とその実験的評価2007

    • 著者名/発表者名
      田中伸治, 市橋治, 菅野公二, 土屋智由, 田畑修
    • 学会等名
      電気学会E部門総合研究会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2007-07-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Valveless Piezoelectric Micropump Using Electrical Equivalent Circuit Model2007

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, O. Ichihashi, K. Sugano, T. Tsuchiya and O. Tabata
    • 学会等名
      International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers'07)
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2007-06-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた混合速度制御による金ナノ粒子作製2007

    • 著者名/発表者名
      菅野公二, 田中伸治, 市橋治, 土屋智由, 田畑修
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-05-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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