共鳴界面張力波測定法の開発とナノ流体界面の測定

• 研究課題/領域番号: 24350038
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 東京工業大学 (2013-2015); 東京大学 (2012)
• 研究代表者: 火原 彰秀 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (30312995)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: マイクロ流体 / ナノ流体 / 自由界面 / 界面張力波 / 光散乱 / 共鳴 / レーザー分光 / 表面・界面 / 張力波 / 液体表面 / 共鳴現象 / スペクトル解析 / 畳み込み

研究成果の概要

微小な液体の表面張力、あるいは油水界面張力を計測するため、界面張力波共鳴現象を利用した準弾性レーザー散乱（QELS）法により、微小液体表面・界面の張力を得る手法を研究した。共鳴QELS スペクトルでは、光学配置に依存しない特徴的なピークが現れ、このピークから表面張力を得ることができる。本研究では、QELS法理論の改良、QELS 法の表面張力測定法へ応用する装置の開発、1ミクロンサイズの小さな界面を測定する可能性の検討を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] マイクロ液滴操作と分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 火原 彰秀
  • 雑誌名: ぶんせき 巻: 2015 ページ: 8-12
  • NAID: 120006582394
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurement of vibrational spectrum of liquid using monochromated scanning transmission electron microscopy-electron energy loss spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Miyata, Mao Fukuyama, Akihide Hibara, Eiji Okunishi, Masaki Mukai and Teruyasu Mizoguchi.
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63 号: 5 ページ: 377-382
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual-view flow channel visualization (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Hibara, Y. Kazama, E.T. Carlen, and A. van den Berg
  • 雑誌名: Proceedings of the 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science 巻: 2014 ページ: 2342-2344
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 微小体積を活用する化学研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 火原 彰秀
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 67 ページ: 509-509
• [雑誌論文] 微小スケールの液体界面と分析操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 火原 彰秀
  • 雑誌名: 海洋化学研究 巻: 27 ページ: 124-127
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] マイクロ液滴生成過程の電気化学解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 吉田 裕美, Jan C.T. Eijkel, Albert van den Berg, 火原 彰秀
  • 雑誌名: Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｐｏｌａｒｏｇｒａｐｈｙ 巻: 59 号: 1 ページ: 13-19
  • DOI: 10.5189/revpolarography.59.13
  • NAID: 10031175895
  • ISSN: 0034-6691, 1884-7692
  • 査読あり
• [雑誌論文] High throughput nanodroplet generation by using spontaneous emulsification (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuyama, A. Hibara
  • 雑誌名: Proceedings of the 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences 巻: - ページ: 729-731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro/nano surface tension measurement by 2D-capillary wave resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Chung, C. Pigot, A. Hibara
  • 雑誌名: Proceedings of the 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences 巻: - ページ: 922-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated Angle-Resolved Spectroscopy with Novel Optics 'Caldera Mirror' (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuto Kazama, Akihide Hibara
  • 雑誌名: Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2012) ページ: 55-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double Droplet as a Sensor for Molecular Transport through Organic Liquid Membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Mao Fukuyama, Akihide Hibara
  • 雑誌名: Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2012) ページ: 1924-1926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Analysis of Microdroplet formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Mao Fukuyama, Yumi Yoshida, Jan C.T. Eijkel, Albert van den Berg, Akihide Hibara
  • 雑誌名: Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2012) ページ: 359-361
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ流路内界面張力波共鳴現象と表面張力測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 火原彰秀
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 40 ページ: 913-918
  • NAID: 10031140355
• [学会発表] 空間制限準弾性レーザー散乱法のスペクトル形状計算 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石川京平, 火原 彰秀
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第33回研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-04-25
• [学会発表] 液体表面の自発共鳴を解析するマイクロデバイス作製法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川京平, 火原彰秀
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第32回研究会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] Microwell Liquid Surface Analysis by Light Scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Hibara, M. Chung
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2015-06-09
  • 国際学会
• [学会発表] Microfluidic Pretreatments of Microdroplet Contents by Utilizing Spontaneous Emulsification Nanodroplet Formation (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Hibara
  • 学会等名: Pittcon2015
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロ流体とマイクロ液滴を用いる凍結・結晶化の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 火原 彰秀
  • 学会等名: 平成26年度低温科学研究所・氷化学研究会共同研究集会「H2Oを化学する・2014」
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-01-13
• [学会発表] Surfactant adsorption during microdroplet formation (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuyama, Y. Yoshida, J.C.T. Eijkel, A. Hibara
  • 学会等名: The 14th Asia Pacific International Symposium on Microscale Separation and Analysis (APCE2014)
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2014-12-09
• [学会発表] 界面活性剤吸着による電気化学容量変化とマイクロ 液滴界面張力測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福山真央, 吉田裕美, 火原彰秀
  • 学会等名: 第60 回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2014-11-15
• [学会発表] LCD-CCD synchronization detection for fluorescence polarization immunoassay (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Wakao, Y. Fujii, A. Ishida, H. Tani, A. Hibara, M. Tokeshi
  • 学会等名: The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2014
  • 発表場所: San Antonio, USA
  • 年月日: 2014-10-28
• [学会発表] 同期検出法を利用した新規蛍光偏光免疫測定システムの最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 若尾摂，石田晃彦，谷博文，火原彰秀，渡慶次学
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第30回研究会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-10-02
• [学会発表] 液液界面電気化学測定を利用したマイクロ液滴生成中の界面張力解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 吉田 裕美, Jan C.T. Eijkel, Albert van den Berg, 火原 彰秀
  • 学会等名: 日本分析化学会第63年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] 空間制限条件下での界面張力波共鳴現象の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鄭 明夏, 火原 彰秀
  • 学会等名: 日本分析化学会第63年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Micro/Nanoscale Liquid Operations and Analytical Sciences (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Hibara
  • 学会等名: 第1回分析化学アジアシンポジウム，日本分析化学会第63年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Electrochemical measurement of the interfacial tension during single microdroplet formation (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuyama, Y. Yoshida, A. Hibara
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] マイクロスケール気液界面の表面張力測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鄭明夏, 火原彰秀
  • 学会等名: 第81回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-06-20
• [学会発表] 微小スケールの液体界面と分析操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 火原彰秀
  • 学会等名: 京都化学者クラブ第288例会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2014-06-07
• [学会発表] フローフォーカス型マイクロ流体デバイスを用いる ナノ粒子の熱レンズ検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 火原 彰秀, 片岡 ゆい, 山岡 聖美, 藤井 優作, 風間 佑斗
  • 学会等名: 第21回クロマトグラフィーシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所
  • 年月日: 2014-06-05
• [学会発表] LCD-CCD同期法を利用した蛍光偏光測定システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 若尾摂, 藤井優作, 石田晃彦, 谷博文, 火原彰秀, 渡慶次学
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第29回研究会
  • 発表場所: 日本女子大学
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] マイクロ・ナノ流体デバイスにおける界面科学と分光化学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 火原彰秀
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第29回研究会
  • 発表場所: 日本女子大学
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] マイクロ気液界面における界面張力波共鳴スペクトル分解 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鄭明夏, 火原彰秀
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第29回研究会
  • 発表場所: 日本女子大学
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] Characterization of Micro/Nano Liquid Interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihide Hibara
  • 学会等名: PITTCON 2013
  • 発表場所: Philadelphia, USA(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Fundamental Study of Microdroplet Mixing Under Low Reynolds Number Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Mao Fukuyama, Akihide Hibara
  • 学会等名: Philadelphia, USA
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] Liquid/Gas and Liquid/Liquid Interfaces in Micro/Nanofluidic Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihide Hibara
  • 学会等名: Second International Conference on Small Science
  • 発表場所: Orlando, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] Micro/Nano Liquid Surface Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihide Hibara
  • 学会等名: EUJO-LIMMS Information Day
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] マイクロ流路内油水界面測定用電気化学デバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 福山真央、吉田裕美、J.C.T. Eijkel, A. van den Berg, 火原彰秀
  • 学会等名: 第58回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • 発表場所: 高尾
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] マイクロ流路油水二相流におけるイオン移動ボルタンメトリー (2012)
  • 著者名/発表者名: 福山真央、吉田裕美、J.C.T. Eijkel, A. van den Berg, 火原彰秀
  • 学会等名: 第28回日本イオン交換研究発表会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] Integration of sample pre treatment on a single chip and optical techniques for microscopic detection (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihide Hibara
  • 学会等名: International Conference on Biosensors, Biochips, and Bioelectronics 2012
  • 発表場所: Gwangju, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-17
• [学会発表] 光応答性流体によるマイクロ・ナノ流体の光操作法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田万里江・福山真央・佐藤香枝・火原彰秀
  • 学会等名: 第2回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] 二次元水/空気界面の界面張力波共鳴の計測と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: Myungwha Chung・Christian Pigot・火原彰秀
  • 学会等名: 第2回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] 単一ビーム準弾性レーザー散乱法のスペクトル形状計算とイオン液体表面解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関康一郎・Pigot Christian・火原彰秀
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 微少試料分析のための二段階マイクロ液滴生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福山真央・火原彰秀
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Ion Detection by Using Microfluidic Double-Droplets (2012)
  • 著者名/発表者名: Mao Fukuyama, Akihide Hibara
  • 学会等名: RSC-Tokyo International Conference
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] Chemistry and Physics of Liquid Interfaces in Microfluidic Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihide Hibara
  • 学会等名: III International Workshop on Analytical Miniaturization and Nanotechnologies (WAM-NANO 2012)
  • 発表場所: Barcelona, Spain(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-11
• [学会発表] Spectral Analysis of Ionic Liquid Surfaces Contacting with Water Vapor (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Seki, Akihide Hibara
  • 学会等名: III International Workshop on Analytical Miniaturization and Nanotechnologies (WAM-NANO 2012)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2012-06-11
• [学会発表] Resonance of Capillary Waves in Two-dimensional Air/Water Interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Myungwha Chung, Christian Pigot, Akihide Hibara
  • 学会等名: III International Workshop on Analytical Miniaturization and Nanotechnologies (WAM-NANO 2012)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2012-06-11
• [学会発表] 二次元マイクロ空間内界面張力波共鳴 (2012)
  • 著者名/発表者名: Myungwha Chung, Christian Pigot,火原彰秀
  • 学会等名: 第25回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 崇城大学
  • 年月日: 2012-05-18
• [学会発表] マイクロ液滴界面の自然乳化を利用したオンライン濃縮法
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 火原 彰秀
  • 学会等名: 第73回分析化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学, 函館
• [学会発表] マイクロスケール円形開口での表面張力測定
  • 著者名/発表者名: 鄭明夏, C. Pigot, 火原彰秀
  • 学会等名: 第27回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 東北大学, 仙台
• [学会発表] 自然乳化によるオンライン液滴濃縮法のための流体力学条件検討
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 火原 彰秀
  • 学会等名: 第27回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 東北大学, 仙台
• [学会発表] Induced 2D capillary wave resonance by piezoelectric vibration
  • 著者名/発表者名: K. Seki, M. Chung, C Pigot, A. Hibara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2013
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba
• [学会発表] Frequency analysis of 2D capillary wave resonance in confined microscale
  • 著者名/発表者名: M. Chung, S. Voltz, A. Hibara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2013
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba
• [学会発表] マイクロ液滴界面における自然乳化速度の高速カメラ画像解析
  • 著者名/発表者名: 福山 真央, 火原 彰秀
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学, 東大阪
• [学会発表] 界面張力波共鳴スペクトルへの壁面材料の影響
  • 著者名/発表者名: 鄭明夏, C. Pigot, 火原彰秀
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀, 東京
• [学会発表] Characterizations of microscale liquid interfaces
  • 著者名/発表者名: A. Hibara
  • 学会等名: The 13th Asia Pacific International Symposium on Microscale Separation and Analysis (APCE)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Resonance modes analysis of 2D capillary wave on microscale liquid surfaces
  • 著者名/発表者名: M. Chung, C. Pigot, A. Hibara
  • 学会等名: 13th Asia Pacific Symposium on Microscale Separation and Analysis (APCE)
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Spontaneous emulsification in microdroplet flow
  • 著者名/発表者名: A. Hibara
  • 学会等名: International Conference on Small Science (ICSS2013)
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 微小液液界面の電気化学容量測定に基づくマイクロ液滴生成過程解析
  • 著者名/発表者名: 福山真央, 吉田裕美, J. Eijkel, A. van den Berg, 火原彰秀
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋
• [学会発表] Micro/nano droplet operations for chemical analysis
  • 著者名/発表者名: A. Hibara
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会 (Asia International Symposium, Frontiers in Bioanalysis)
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋
  • 招待講演
• [図書] ベーシックマスター 分析化学 （第12章 分光分析化学） (2013)
  • 著者名/発表者名: 火原彰秀（分担執筆） 編 蟻川芳子、小熊幸一、角田欣一
  • 総ページ数: 440
  • 出版者: オーム社
• [図書] 食品素材のナノ加工を支える技術 （第4章1 マイクロ・ナノ空間の物性） (2013)
  • 著者名/発表者名: 火原彰秀（分担執筆） 編 安達修二、中島光敏、杉山滋
  • 総ページ数: 229
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 食品素材のナノ加工を支える技術 （第4章5 熱レンズ顕微鏡によるナノ粒子分析法） (2013)
  • 著者名/発表者名: 火原彰秀（分担執筆） 編 安達修二、中島光敏、杉山滋
  • 総ページ数: 229
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 東京工業大学大学院理工学研究科化学専攻 岡田・火原研究室
  • URL: http://www.chemistry.titech.ac.jp/~okada/
• [備考] ResearchMap 火原彰秀
  • URL: http://researchmap.jp/read0076918/
• [備考] Google Scholar Citation, Akihide Hibara
  • URL: http://scholar.google.com/citations?user=kTMIJqkAAAAJ&hl=en
• [備考] ResearcherID
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/B-9294-2015
• [備考] ORCID
  • URL: http://orcid.org/0000-0003-0258-3361
• [備考] 東京工業大学大学院理工学研究科化学専攻 岡田・火原研究室
  • URL: http://www.chemistry.titech.ac.jp/~okada/
• [備考] ResearchMap 火原彰秀
  • URL: http://researchmap.jp/read0076918/
• [備考] Google Scholar Citation, Akihide Hibara
  • URL: http://scholar.google.com/citations?user=kTMIJqkAAAAJ&hl=en
• [備考] 東京大学生産技術研究所火原研究室
  • URL: http://www.hibara.iis.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 東京工業大学大学院理工学研究化学専攻岡田.火原研究室
  • URL: http://www.chemistry.titech.ac.jp/~okada/
• [産業財産権] 界面張力の測定方法及び測定装置 (2012)
  • 発明者名: 火原彰秀, ピゴ クリスチャン
  • 権利者名: 国立大学法人 東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-05-16
  • 取得年月日: 2015-12-11
• [産業財産権] 界面張力の測定法および測定装置 (2012)
  • 発明者名: 火原彰秀,クリスチャンピゴー
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2012-112612
  • 出願年月日: 2012-05-16