| 研究課題/領域番号 |
15K13718
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
角田 欣一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30175468)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | マイクロ流路分析 / 液液光導波路 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、現在急速に発展しつつある新分野であるオプトフルイディクス（Optofluidics）のための新たな光操作法の開発を目指し、キャピラリー管内の層流を利用する新たな原理に基づく以下の二種類の液液光導波路（Liquid-core/Liquid-cladding Waveguide: LLW）の構築を試みている。すなわち、1)キャピラリー管を流れる混合溶媒における壁面効果を利用したLLWの構築。（タイプ１）、および2)キャピラリー管内の層流の線速度分布を利用する動的LLWの構築。（タイプ２）これらのLLWは、オプトフルイディックチップにおける光の伝達、分岐、遮断、スイッチングなどのための基礎技術を提供するとともに、様々な高感度長光路分光検出システムへの利用が期待される。本年度は、特に１）について実験を行ったが、残念ながら、光導波現象を観測することはできなかった。しかし、類縁の現象である、Tsukagoshiらにより見出された層流において水-親水性/疎水性有機溶媒三成分混合溶液が管径方向に分配する現象（管径方向分配現象(TRDP), Anal. Sci., 2011, 27, 793）を利用したLLWについて、その温度効果および混合する３液の組成効果などのLLWの生成条件に関する詳しい検討を行った。その結果、TsukagoshiらのTRDPの生成条件に概ね沿ってLLWも生成することが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
タイプ１)に関しては、残念ながら光導波現象によると思われる信号を得ていない。これは実験の遅れというよりも、予想に反するネガティブな結果とも考えられる。しかし、もうすこし検討を継続する予定である。一方、同様の原理のTRDPに基づく光導波現象は確実に観測ができ、また、その特性評価が進んでおり、今後も並行して検討を継続する予定である。また、タイプ２）については、装置の準備が間に合わず実験を開始できなかったが、来年度に向けて装置も整ったため、今後本格的な検討を開始する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
タイプ１）における光導波現象の確認をガラスの表面処理の方法の検討など様々な角度から行う予定である。また、TRDPに基づく光導波路の構築に関しても引き続き条件検討を行い、その性能などを明らかにする予定である。一方、タイプ2)に関しては、装置の準備が整ったので本格的検討を開始する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、タイプ２）のためのダブルプランジャーポンプの購入を検討したが、新型のポンプは必ずしも目的にあっていないことが判明するとともに、研究室に既存のポンプがこの目的に利用可能であることが分かった。そこで購入を差し控えた。一方、本年度の検討から、セルの温度調整システムおよび測光システムの改善が必要と判断されたため、そのための金額を来年度に繰り越すことにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
上記のように、繰り越した予算は、特に温度調整システムおよび測光システムの改善に当てる予定である。現在、測光にはフォトダイオードを用いているが、さらに感度の高い測光システムに改善し、またデータ解析装置も一新したいと考えている。さらにセルの温度調節システムも新たなものにしたいと考えている。これらには約80万円の支出を考えており、繰り越し分をほぼそれに充てる予定である。
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