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誘電性液体に直流高電場を印加すると、電極から秒速1m以上の高速ジェット噴流が発生し、これは広義の電気流体力学効果によるものと考えられる。本研究は、このジェット噴流の発生メカニズムを解析し、新規な流体デバイスを開発することを目的とする。まず、EHDジェットの流動パターンに及ぼす容器形状、電極配置、電場強度、流体物性の影響について現象論的に検討した。その結果、液体の導電率と粘度が低いほどジェット流の速度が増大し、これが流体設計の重要な指針となることを明らかにした。
ジェット流の速度と方向を制御することにより、誘電液体モーター、インクジェットノズル、マイクロポンプ、電気レオロジー素子など新規流体デバイスを試作し、それらの性能について検討した。液体モーターは電極、ローター、作動液から構成されており、極めて単純な構造となっている。磁場を必要としないという点の他にも様々な利点がある。例えば、柔らかい材料や軽い材料が使えることからゲル状のアクチュエーターやマイクロマシンに発展する可能性を秘めている。また、液体に高電圧を印加すると界面に垂直な力が発生するので、これをノズルから連続的に流出させるとインクジェットが可能となる。これまでのように圧電素子を必要とせず、針状電極と毛細管だけから構成される。さらに、植毛電極に液体をはさみ電場を印加すると、顕著な粘度増加が観測される。局所的に流動性を制御できるのでクラッチやショックアブソーバーなどの機械要素に応用できる。このようにEHDジェットは新しい流体デバイスの開発において極めて有望な基盤を与えるものである。
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