| 研究課題/領域番号 |
18K18816
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
渡部 正夫 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30274484)
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| 研究分担者 |
小林 一道 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80453140)
藤井 宏之 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00632580)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 表面プラズモン共鳴 / アクティブマター / 表面極近傍流れ場 / 濃度分布計測 / マイクロ流体システム / 漏れ全反射観察 / エバネッセント波 |
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| 研究成果の概要 |
アクティブマターは「自身が備える仕組みを利用して外界のエネルギーを運動エネルギーに変換して動く物質・物体」として定義される．金薄膜を蒸着した基板を設置した溶液の底部から臨界屈折率以上で光を入射すると光は基板表面で全反射し，液体側にエバネッセント波が染み出し，表面プラズモン共鳴（SPR）を励起する．本研究では，SPRの共鳴条件が個体表面近傍の物質の屈折率に敏感に変化することに着目し，３つの研究種目（漏れ全反射計測による壁面極近傍の液滴挙動観察，SPR計測による壁面極近傍の液滴挙動観察，SPR計測による分散質（液滴）と分散媒の挙動観察）を行い，固体表面極近傍の液滴挙動を考察した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金薄膜を蒸着した基板を設置した溶液の底部から臨界屈折率以上で光を入射すると光は基板表面で全反射する．その際，液体側に染み出したエバネッセント波が，金属表面での自由電子の縦波振動である表面プラズモン共鳴（SPR）を励起する．本研究では，SPRの共鳴条件が個体表面近傍の物質の屈折率に敏感に変化することを利用し，基盤から数十nm程度の距離に存在する物質の輸送現象を約20 μs 以下の時間間隔で観察することが可能となった．光学分解能の限界（約200 nm）よりも遥かに小さい領域での輸送現象の観察が可能である本計測法は，マイクロナノ流体力学の研究分野を大きく変革する潜在性を有している．
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