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本研究では、ガラス基板上に微細加工技術を用いてサイズ・流路パターンを自在に設計できるマイクロチャネルに、マイクロ電極やパターニングした化学修飾界面を集積化し、マイクロチャネルの特長を利用した新規化学プロセスを開発することを目的とする。本年度は、酸化チタンナノ微粒子修飾チャネルをオクダセシルシル基により疎水化し、さらにその光分解により超親水から超撥水まで、任意の濡れ性をパターニングする手法を確立した。これを利用し、疎水親水界面で生ずるラプラス圧を利用したマイクロバルブを作製した。マスクパターンおよび光照射時間を制御することで、任意の場所に任意のラプラス圧を有する多段階バルブを複数作製することに成功した。圧力コントローラと組み合わせ、ピコリットルオーダーの定体積秤取チャネルとナノリットルオーダーのマイクロ反応チャンバを1枚のガラス基板上に集積化し、従来の連続流を利用したマイクロ化学プロセスに加え、体積を規定したバッチプロセスを可能にした。その応用としてマイクロ滴定への展開、ならびに繰り返し操作を必要とするアプタマーセレクションへの応用に着手した。また、電極チャネルの新たな応用として、蛇行型平行電極により誘起される交流電気浸透流を利用した高速マイクロミキサーを開発し、これまでにない流路垂直方向の物質移動を制御した高速プロセスを開発した。単に2液の高速混合のほか、油水あるいは水性2相流抽出の高速化だけでなく、相状態のアクティブ制御を可能にした。
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