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気液界面の温度差・濃度差によるマランゴニ対流を駆動源とする医療用微細泳動エンジン

研究課題

研究課題/領域番号 26630073
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 熱工学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

丹下 学  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (70549584)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードマランゴニ対流 / 微細加工 / 医療用ロボット / マイクロロボット / 表面張力 / 濃度差マランゴニ / 泳動デバイス
研究成果の概要

本研究では, マランゴニ対流を動力源とした水中を遊泳するマイクロエンジンを開発し, PIV解析を用いてエンジンの推力を評価した.エンジン内の気液界面に酢酸を当て界面上に濃度勾配を生むことで, エンジンの穴を貫通するジェットを発生させることに成功した. PIV解析より最大流速がジェットの中心付近に存在したことを示した. 約5秒間継続したジェットにより生まれたエンジンの最大推力は270nNであった. また,濃度差マランゴニ対流を利用して, マイクロ遊泳エンジン自身を水中で駆動できる推力が得られることも確認した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Microscale engine swimming underwater powered by Marangoni convection2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tange, S. Takizawa, Y. Nagira, T. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 11 号: 3 ページ: JTST0046-JTST0046

    • DOI

      10.1299/jtst.2016jtst0046

    • NAID

      130005252738

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MICROSCALE SWIMMING ENGINE POWERED BY MARANGONI CONVECTION2016

    • 著者名/発表者名
      YOSHIDA, T., SASAKI, R., NAGIRA, Y., TANGE, M.
    • 学会等名
      The first Pacific Rim Thermal Engineering Conference; PRTEC-14911; 2016
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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