| 研究課題/領域番号 |
20H02070
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 工学院大学 |
|---|
研究代表者 |
長谷川 浩司 工学院大学, 工学部, 准教授 (90647918)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
|
|---|
| キーワード | 非接触流体マニピュレーション / 音場浮遊法 / 液滴 / Lab-in-a-drop / 概念実証 / 混合 / 蒸発 / 非線形ダイナミクス / 混相流 / 乳化 / Lab in a drop / 反応 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年、分析化学、生物、医学・創薬分野への音響場を用いた非接触流体マニピュレーションが積極導入され、社会実装を目指した研究が活発化している。本研究では、その実現のための道標となる統合的な現象把握と物理解明に取り組むとともに、浮遊液滴の安定浮遊・輸送・合体・混合・反応・蒸発に至る、非接触流体マニピュレーションを世界で初めて一気通貫で実現することを目指す。すなわち、既存の単一操作のみならず、連続的な複数プロセス操作を実装することで、世界に先駆けてLab in a drop（液滴内で混合や反応などの全操作を完結する）の実現に向けた音響場による非接触流体マニピュレーションの概念実証を目的とする。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、Lab in a dropの実現に向けた音響場による非接触流体マニピュレーションの概念実証を目的とした。対象とした①各種プロセスの安定制御条件の検証、②同種液滴を用いた「浮遊～蒸発」のプロセス統合、③異種液滴を用いた「浮遊～蒸発」のプロセス実証と統合、④非接触流体マニピュレーションの数値解析を当初計画通りに全て遂行した。実験、数値解析、数理モデルのいずれも駆使した網羅的アプローチに基づき、音響場による非接触流体マニピュレーションの概念実証を達成した。
得られた成果については、25件の学会発表を行い、10報の原著論文、2報の総説論文、および1冊の書籍（分担執筆）が出版となった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非接触流体マニピュレーションの実現には、音響場中の液滴の浮遊、輸送、合体、混合、蒸発などの動的現象を制御する技術開発と現象理解が課題となっていた。本研究では、音響場中に浮遊する同種・異種液滴の一連の非接触操作を可能にし、Lab in a dropの実現のための概念実証に成功した点に学術的意義がある。また、社会実装に必要な統合的物理解明と、得られた知見を基に技術開発・実装に取り組んだ点に社会的意義がある。
|
