| 研究課題/領域番号 |
21K18866
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 (2023)
東京大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
馬渡 和真 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (60415974)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | ナノバブル / ナノバルブ / ナノ流路 / 相転移 / バルブ / 流体制御 / ナノ相転移 / ナノ流体 / マイクロ流体 / 極限液相 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
10-100nmの空間は化学やバイオなど広く関係する空間であり、液相極限空間での溶液物性、さらには極限分析への応用など、基礎応用両面から重要である。そして、最近では10-100nmのナノ流体回路を人工的に構築するナノ流体の研究が進展している。しかし、超微小空間であり、流体制御は難しく集積化には限界がある。そこで、重要な技術がバルブであるが、マイクロ空間でも難しい技術であり、ナノ空間では非常に困難である。
そこで本研究では、変形や容易な気体に着目し、ナノバブルをナノ空間で生成制御する技術を創成して、ナノバブルにより世界最小の人工バルブ、すなわちナノバブルバルブを実現することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
人工的なバルブで最小の液体量、すなわちフェムトリットル（１０のマイナス１５乗リットル）レベルのバルブの原理を提案して、応答速度70ms以下、耐圧4気圧以上など、ナノスケールの微小流路での流体制御に必要な性能な達成した。これにより、ナノスケールの極微小流路での高度な流体操作が可能になり、同様に体積が極微小であるウィルス１個や細胞１個など極微小体積の試料の分析が可能になって、これまで難しかった医学・生物学の領域に貢献すると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞１個やウィルス１個は体積がアットリットル（10のマイナス18乗リットル）やピコリットル（10のマイナス12乗リットル）であり、極微小量でこれまで分析が困難であった。今回、ナノスケールの流体回路での世界最小バルブを実現したことで、細胞１個やウィルス１個をハンドリングして分析できるデバイスが実現し、医学や生物学の分析ツールとして貢献することが期待できる。また、これらのツールにより早期のがん診断など医療診断への応用も期待される。
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