| 研究課題/領域番号 |
19360039
|
|---|
| 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 |
応用物理学一般
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
|
|---|
| 研究分担者 |
美谷 周二朗 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10334369)
|
|---|
| 連携研究者 |
美谷 周二朗 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10334369)
平野 太一 東京大学, 生産技術研究所, 技術職員 (00401282)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2007 – 2009
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2009年度)
|
| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2009年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2008年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2007年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
|
|---|
| キーワード | 微小液滴 / ナノレオロジー / インクジェット / マイクロ化学反応 / 疑似細胞 / レオロジー / 界面吸着現象 / 衝撃波吐出 / ストロボ顕微撮影 / 粘弾性測定 / 動的表面張力 / 動的表面張 |
|---|
| 研究概要 |
液晶やゲル、ミセルや分子膜など分子集合体が形成する生体系などの複雑流体は、自己組織化的に高度に秩序化された内部構造を形成する。これらの物質群はソフトマテリアルとも呼称されるように、温度や電場・磁場などの外的刺激に応じて容易にその構造を変化させ、さまざまな機能を発現する。近年、これらの性質を新しいミクロデバイス材料へと応用しようとする試みが盛んに進められている。本研究の目的は、我々がこれまでに培ってきた微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とする。
研究では連続的に印加された圧力により射出された液柱に対し、超音波域の圧力変動による微細な動径ゆらぎを自励的に発展させて、毎秒100,000個以上の速度でピコリットル液滴を生成する技術を開発した。この分裂現象の観察から、非常に大きな速度歪における粘弾性緩和や表面張力の時間依存性を測定することができる。またこの技術は、液滴の融合による高次構造を有するマイクロカプセル生成などにとって非常に有効な技術である。さらに射出ノズルの機械共振を利用して、フェムトリットル液滴の射出に成功した。これはサブμmの精度でのパターン形成を行う技術に応用することが可能である。
さらに開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力を及ぼして液滴の飛行経路を高精度で制御する技術を開発した。これにより毎秒あたり数10万個で高速生成されるピコリットル液滴の複雑な空中配送経路が実現でき、ハイブリッド構造を持つ微小ソフト材料の生成に大きく寄与する。またこれはサブμmの精度でのパターン形成を行う技術に応用することが可能である。さらに同様の原理を用いて液滴を加速・減速あるいは保持する技術も実用化した。物性計測としては、液滴生成の動的過程を解析することにより、高時間分解能で粘性と表面張力を計測するシステムを構築した。
|
