| 研究課題/領域番号 |
18K13701
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
栗山 怜子 京都大学, 工学研究科, 助教 (70781780)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | エバネッセント光 / 放射圧 / 固液界面 / 微粒子操作 / 温度計測 / 粘度計測 / 熱泳動 / 光圧 / 熱流動場 |
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| 研究成果の概要 |
本研究はエバネッセント波を利用した固液界面近傍における微粒子操作技術の確立に向けて，粒子と光および熱流動場が相互作用する系における粒子の運動特性について，実験に基づく体系的な理解を行うことを目的とした．粒子駆動ならびに観察用の全反射光学系を構築し，ガラスと溶液の界面で発生させたエバネッセント場中でマイクロ粒子が界面接線方向に駆動される様子を確認した．またその移動速度から放射圧を見積もり，各種光学条件が粒子速度に与える影響を実験的に評価した．更に，熱的・流体力学的要因が粒子運動に与える影響を見積もるために，蛍光観察に基づく非接触な温度・粘度計測手法の開発に取り組み，一定の妥当性を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マイクロ・ナノメートルオーダーの微粒子を自在に操る手法は，マイクロ流体デバイスにおける細胞や液滴の選別・輸送技術から，新規光学材料や素子開発のための粒子集積化・配列技術まで応用先が広く，革新的な技術開発が期待される．本課題は固液界面に特化した微粒子操作技術の確立に向けて，エバネッセント場中の粒子に働く放射圧や熱的・流体力学的作用の実験的評価を行った．得られた知見は，エバネッセント場内の微粒子運動に関する体系的理解の一助となるもので，光と熱流動の相乗効果による新規輸送技術の提案の基礎になる．また本課題で開発した界面近傍温度計測法は今後，沸騰現象など様々な固液界面熱流動現象への適用が期待される．
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