マイクロ粘弾性流動の可視化計測と流体制御への応用

• 研究課題/領域番号: 20760110
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 木下 晴之 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (40466850)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: マイクロ流 / 粘弾性流体 / Micro-PIV / 共焦点顕微鏡 / マイクロチャネル / 共焦点Micro-PIV / 偏光顕微鏡 / 偏光共焦点 / ミセル構造 / 可視化 / 界面活性剤

研究概要

機能性流体の一つである粘弾性流体がマイクロ環境下で示す特異な流動現象を解明するために,共焦点可視化法や共焦点Micro-PIV計測法を利用してマイクロ流路内に形成される粘弾性流体特有のミセル構造の可視化・計測を行った.その結果,粘弾性流体の流れでは低レイノルズ数条件下にも関わらず,マイクロチャネル内部にはミセル構造体が形成され,その周りには複雑な三次元的な流れが発生していることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Creation of very-low-Reynolds-number chaotic fluid motions in microchannels using viscoelastic surfactant solution (2010)
  • 著者名/発表者名: F. -C. Li, H. Kinoshita, X. -B. Li, M. Oishi, T. Fujii, M. Oshima
  • 雑誌名: Experimental Thermal and Fluid Science Vol.34 ページ: 20-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of very-log-Reynolds-number chaotic fluid motions in microchannels using viscoelastic surfactant solution (2010)
  • 著者名/発表者名: F.-C.Li, H.Kinoshita, X.-B.Li, M.Oishi, T.Fujii, M.Oshima
  • 雑誌名: Experimental Thermal and Fluid Science 34 ページ: 20-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomolecular nano-flow-sensor to measure near-surface flow (2009)
  • 著者名/発表者名: S. -W. Lee, H. Kinoshita, H. Noji, T. Fujii, T. Yamamoto
  • 雑誌名: Nanoscale Research Letters Vol.5 ページ: 296-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomolecular nano-flow-sensor to measure near-surface flow (2009)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Lee, H.Kinoshita, H.Noji, T.Fujii, T.Yamamoto
  • 雑誌名: Nanoscale Research Letters 5 ページ: 296-301
  • 査読あり
• [学会発表] Investigation of droplet formation mechanism in micro T-shaped junction using confocal micro-PIV measurement (2010)
  • 著者名/発表者名: 大島まり, 大石正道, 木下晴之, 藤井輝夫, 小林敏雄
  • 学会等名: The Korea-Japan Joint Seminar on Dynamic Measurements for Multi-scales and Multi-physics
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2010-02-26
• [学会発表] 埋め込み型電気浸透流ポンプを搭載したマイクロ流体デバイスの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木健吾, 木下晴之, 柳澤一郎, 藤井輝夫
  • 学会等名: 第10回(社)計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2009)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-12-26
• [学会発表] 化学・生化学分析装置の海洋現場応用に向けた超小型送液ユニットの構築 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渥美智裕, 福場辰洋, 木下晴之, 藤井輝夫
  • 学会等名: 第10回(社)計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2009)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-12-26
• [学会発表] Development of microfluidic manipulation system based on miniaturized electroosmotic pumps (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kinoshita, Y. Sakurada, I. Yanagisawa, T. Fukuba, T. Fujii
  • 学会等名: 13th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems (MicroTAS 2009)
  • 発表場所: 済州, 韓国
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] Development of microfluidic manipulation system based on miniaturized electroosmotic pumas (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kinoshita, Y.Sakurada, I.Yanagisawa, T.Fukuba, T.Fujii
  • 学会等名: 13th International Conference on Miniaturised Chemical and Biochemical Analysis Systems(MicroTAS 2009)
  • 発表場所: 済州, 韓国
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] Three-dimensional reconstruction of confocal micro-PIV data Nith phase adjusting technique using optical proximity sensor (2009)
  • 著者名/発表者名: 大石正道, 木下晴之, 藤井輝夫, 大島まり
  • 学会等名: 13th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems(MicroTAS 2009)
  • 発表場所: 済州, 韓国
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] 多波長共焦点マイクロPIVによるマイクロT字ジャンクションにおける液滴生成機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大石正道, 大島まり, 木下晴之, 藤井輝夫, 小林敏雄
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会(米沢2009)
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] Confocal Micro-PIV Measurement of Droplet Formation in a T-shaped Microjunction (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, H. Kinoshita, T. Fujii, M. Oshima
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows(ISMTMF2008)
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Three-Dimensional Visualization of Microscopic Fluidic Structures Formed in Viscoelastic Fluid Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kinoshita, F. -C. Li, N. Oshima, M. Oshima, T. Fujii
  • 学会等名: The 12th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems (MicroTAS 2008)
  • 発表場所: San Diego, CA, US
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Three-Dimensional Visualization of Microscopic Fluidic Structures Formed in Viscoelastic Fluid Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kinoshita, F.C. Li, N. Oshima, M. Oshima, T. Fujii
  • 学会等名: The 12th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems(MicroTAS 2008)
  • 発表場所: San Diego, CA, US
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Size-Based Particle Sorting by Caliper Walls in a Wide Microfluidic Channel (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Mogi, T. Yamamoto, H. Kinoshita, T. Fujii
  • 学会等名: 12th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems(MicroTAS 2008)
  • 発表場所: San Diego, CA, US
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Investigation of Interaction Between The Flow Inside and Outside of Micro Dropleft by Simultaneous Measurement Using Multicolor Confocal Micro-PIV (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, M. Oshima, H. Kinoshita, T. Fujii, T. Kobayashi
  • 学会等名: International Symposiumu on Flow Visualization (ISFV13)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-07-01
• [学会発表] Investigation of Interaction Between The Flow Inside and Outside of Micro Dropleft by Simultaneous Measurement Using Multicolor Confocal Micro-PIV (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, M. Oshima, H. Kinoshita, T. Fujii, T. Kobayashi
  • 学会等名: International Symposiumu on Flow Visualization(ISFV13)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-07-01
• [学会発表] 小型電気浸透流ポンプを用いたマイクロ流体制御システムの構築と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 櫻田祐貴, 木下晴之, 柳澤一郎, 藤井輝夫
  • 学会等名: 第17回化学とマイクロ・ナノシステム研究会(17th CHEMINAS)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-21