動的ぬれおよび微量液体の運動制御法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20560165
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 加藤 健司 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10177438)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2010年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 表面張力 / 動的ぬれ / 接触角 / 毛細管 / 液滴 / Microfluidics / 表面・界面物性 / マイクロマシン

研究概要

接触角が速度に依存する動的ぬれの問題について,毛細管流れを対象として検討を行った.種々の実験条件下において,毛細管内液柱先端に現れる動的接触角の測定を行った.Lucas-Washburn方程式中の接触角の値に測定値を用いた計算結果は,実際の液柱の運動と非常によい一致を示した. 液滴が置かれたSAMs板に超音波振動を与え,接触角履歴を低減した上で,液滴の一端にレーザー光を照射してぬれ性を局所的に変化させ,液滴を移動制御する新たな手法を提案した.

研究成果

• [雑誌論文] 超音波振動およびレーザーを用いた固体面上の液滴の駆動に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤・脇本・増田
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.76 ページ: 2135-2142
  • 査読あり
• [雑誌論文] 傾斜平板法および光学手法を組み合わせた接触角の精密測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤・脇本・住谷
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.76 ページ: 1508-1515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bubble Formation from an Air Jet Injected into a Turbulent Boundary Layer (On a Single Bubble) (2010)
  • 著者名/発表者名: K. KATOH, T. WAKIMOTO
  • 雑誌名: J.Fluid Sci.Tech. Vol.5 ページ: 528-541
  • NAID: 130000427359
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Sliding and Profile of a Liquid Droplet on a Rotating Disk (2010)
  • 著者名/発表者名: K. KATOH, M. HIGASHINE, T. WAKIMOTO, R. MASUDA
  • 雑誌名: Heat Transfer-Asian Research Vol.39 ページ: 59-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study on Capillary Flow under the Effect of Dynamic Wetting (2010)
  • 著者名/発表者名: K. KATOH, T. WAKIMOTO, S. NITTA
  • 雑誌名: Journal of JSEM Vol.10(Special Issue) ページ: 62-66
  • NAID: 10026708159
  • 査読あり
• [雑誌論文] キャピラリージェット形状を利用した動的表面張力の測定法(第2報,動的表面張力の測定) (2010)
  • 著者名/発表者名: 脇本・加藤・谷
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.76 ページ: 500-507
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波振動およびレーザーを用いた固体面上の液滴の駆動に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤健司, 脇本辰郎, 増田良平
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 76 ページ: 2135-2142
  • 査読あり
• [雑誌論文] 傾斜平板法および光学手法を組み合わせた接触角の精密測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤健司, 脇本辰郎, 住谷真宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 76 ページ: 1508-1515
  • 査読あり
• [雑誌論文] キャピラリージェット形状を利用した動的表面張力の測定法(第1報,噴流形状の理論的解析) (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤・脇本・谷
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.75 ページ: 1420-1427
  • 査読あり
• [雑誌論文] 球下端に付着した液滴の落下体積 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤・伊與田・井上・辻野
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.75 ページ: 1503-1509
  • 査読あり
• [雑誌論文] 垂直円柱壁面に付着した液滴の転落体積 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西田・加藤・脇本
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.75 ページ: 2273-2279
  • 査読あり
• [雑誌論文] 傾斜平板上の液滴の転落機構(液滴の転落体積) (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤・西田・東根
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 Vol.75 ページ: 1135-1142
  • 査読あり
• [雑誌論文] 回転円盤上の液滴の挙動に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤健司, 他3名
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集,B編 75 ページ: 796-803
  • 査読あり
• [雑誌論文] 垂直円柱壁面に付着した液滴の転落体積 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西田達史, 加藤健司, 脇本辰郎
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集,B編 75 ページ: 2273-2279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Profiles of Liquid Droplets on Solid Plates in Gravitational and Centrifugal Fields, M. HIGASHINE (2008)
  • 著者名/発表者名: K. KATOH, T. WAKIMOTO, T. AZUMA
  • 雑誌名: Journal of JSEM Vol.8(Special Issue) ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Profiles of Liquid Droplets on Solid Plates in Gravitational and Centrifugal Fields (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Higashine
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Experimental Mechanics 8 ページ: 49-54
  • 査読あり
• [学会発表] Characteristics of Liquid Film Flowing around Side Wall of a Horizontal Circular Cylinder (Separation of Liquid Film) (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤健司
  • 学会等名: 5th Int. Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: 京都市,龍谷大学
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] Characteristics of Liquid Film Flowing around Side Wall of a Horizontal Circular Cylinder (Separation of Liquid Film) (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Katoh
  • 学会等名: 5^<th> Int.Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: 京都市,龍谷大学
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] Bubble Formation from an Air Jet Injected into a Turbulent Boundary Layer (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤健司
  • 学会等名: Int.Conf.on Jets, Wakes and Separated Flows
  • 発表場所: Cincinnati, Ohio, USA
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] Bubble Formation from an Air Jet Injected into a Turbulent Boundary Layer (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Katoh
  • 学会等名: Int.Conf.on Jets, Wakes and Separated Flows
  • 発表場所: Cincinnati, Ohio, USA(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] New Optical Method to Measure Slight Difference of Contact Angle (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Wakimoto, K.Katoh
  • 学会等名: 4th Int.Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] New Optical Method to Measure Slight Difference of Contact Angle (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Wakimoto
  • 学会等名: 4th Int. Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] A Study on Capillary Flow under the Effect of Dynamic Wetting (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nitta, K.Katoh
  • 学会等名: 4th Int.Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ
  • 年月日: 2009-11-29
• [学会発表] A Study on Capillary Flow under the Effect of Dynamic Wetting (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nitta
  • 学会等名: 4th Int. Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ
  • 年月日: 2009-11-29
• [学会発表] 垂直円柱壁面に付着した液滴の転落機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西田達史, 加藤健司
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部定時総会講演会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 球下端に付着した液滴の落下体積 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤健司
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会
  • 発表場所: 会津大学
  • 年月日: 2008-08-05
• [図書] 実験力学ハンドブック(松井・井口・横山編) (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤, 他98名
  • 出版者: 朝倉書店