| 研究課題/領域番号 |
21K04863
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
平野 太一 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (00401282)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 粘度計測 / 流動特性 / 流動特性評価 / マイクロゲル生成 / 血液粘度 / レオロジー測定 / 血液流動特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
独自開発手法である電磁スピニング法は、従来のレオメータに比べて同等かそれ以上の測定精度を有しており、その上で試料容器や回転子を完全密閉し使い捨て利用もできる革新的な計測手法である。今後は血液の流動特性データを基に血流の精密数値計算や健康管理チェックなどに役立てたいと考えているが、検証実験の段階で採血した血液を使用するとなると配慮すべき課題は多い。本研究では微小液滴生成・制御技術を駆使して、力学物性が既知であるマイクロゲル構造体を疑似血球として生成し、その分散液をコントロール試料として粘度のずり速度依存性を詳細に調べ、分散体（血球成分）の力学特性を解析するためのモデル関数構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
独自開発技術である電磁回転駆動法による血液の流動特性解析への足がかりとして，濃度・サイズ・力学物性を調整可能な擬似血球を大量かつ安定に自作すること，この生成粒子分散液のずり速度に依存した粘度変化を高精度に測定することを実施した。分散液の流動特性については，粒子の力学物性評価を可能にするような関数の決定までは至らなかったが，特に体内血流のせん断速度範囲内において，粘度がせん断速度のべき乗則に従うことを突き止めた。さらに，沈殿や表面への選択的な吸着などによって，単純なせん断速度の連続掃引によるレオロジー測定では，増速・減速時でデータに違いが生じるため，この挙動の解釈と解決策を模索した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
インクジェット技術を応用した空中マイクロカプセル生成では，射出前の試料液体同士の表面張力のバランスを制御するだけで最終的な生成構造を調整できる。また，空中を反応場にしていることで，MEMSやNEMSなどの液中での生成に比べて，１００倍程度スループットを向上させることができるという特長がある。本研究の測定結果により，分散粒子が柔らかさを持っているだけで，非ニュートン挙動が大きく表れること，この現象がどのくらいの濃度域から顕著になるかを明らかにした点は，重要である。また，沈殿の影響が測定に与える影響の評価と，この影響を避けるような測定スキームの発見は，今後の分散系レオロジー計測の可能性を広げた。
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