研究課題/領域番号 |
20K14672
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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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)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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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)
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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。
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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。
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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。
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