• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

長距離界面張力とElectrowettingによる液滴の超低電圧駆動

研究課題

研究課題/領域番号 20K14672
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

山本 憲  大阪大学, 理学研究科, 助教 (70749100)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードエレクトロウェッティング / 界面 / 濡れ / 液滴 / 界面張力 / EWOD / 薄膜
研究開始時の研究の概要

本研究では、誘電体エレクトロウェッティング (EWOD) の駆動電圧を大幅に削減するために、EWODに用いられる誘電体層を固体から液体に置換し、さらに誘電体液体と液滴との界面で発生する流動や界面張力を利用する液滴操作手法を開発する。液滴の操作には液滴だけでなく誘電体液膜の挙動や特性を正確に把握する必要があるため、液滴および液膜内部の流動や電圧印加に対する反応を実験的に明らかにしていく。

研究成果の概要

電気的な力で液滴を操作するElectrowetting-on-dielectric (EWOD) と呼ばれる技術を発展させ、従来は数十~数百ボルトが必要とされていた印加電圧を5ボルトにまで低減させた。従来のEWODでは液滴と電極の間に誘電体の固体層が挿入されるが、本研究ではこれを液体誘電体で置換することにより低電圧化を達成した。本技術をElectrowetting-on-liquid-dielectric (EWOLD) と命名した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、EWOLDのコンセプトを示すだけでなく物理モデルも構築している。その結果、液滴移動速度がデバイス形状・印加電圧などから予測可能であることを示したほか、従来のEWODでは駆動力の低下に直結していた誘電体層の厚さがEWOLDでは駆動力に影響しないことを示した。
さらに、液滴を4本の単三電池で駆動するデモンストレーションを行った。この駆動電圧はスマートフォンから出力可能な程度の電圧であることから、本発明がスマートフォンによる液滴駆動など、電気的な液滴駆動の新たな応用可能性を拓くものであることを示した。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Electrowetting-on-liquid-dielectric (EWOLD) enables droplet manipulation with a few volts2022

    • 著者名/発表者名
      Ken Yamamoto, Shimpei Takagi, Yoshiyasu Ichikawa, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: arXiv:2201 ページ: 09496-09496

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 液膜上エレクトロウェッティング (EWOLF) における液滴内部流動の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      高木森平,山本憲,市川賀康,元祐昌廣
    • 学会等名
      第49回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi