研究課題
本研究課題は，モルフォロジーを制御した単成分の固体粒子を用いて，定常直流電場下で周期運動を示す極めてシンプルなマイクロ動力システムの構築を目指すものである．最終年度となった本年度は，粒子の周期運動のメカニズムを検討すべく，対流の可視化実験および系に流れる電流値の測定を行った．対象としては，最も単純な形状である球状を保持できる微小水滴を用いて，振動運動が発現するメカニズムの解明を試みた．微小水滴の陰極→陽極，および陽極→陰極において運動速度が異なる理由に関して，トレーサーを用いた対流の観察によって，原因を明らかにした．また，微小な電流測定可能な実験系を試行錯誤の末に構築し，静電シールドを設置することで水滴の振動運動の周期に対応した電流のpAオーダーの電流変化の振動を測定することに成功した．また，微小水滴が時間とともにその体積を減少させていることに注目し，体積の変化速度と水の電気分解の式から，数10 μAの電流が常に流れていることを見出した．以上の電流の測定結果から，微小水滴が振動運動を行うメカニズムに関して考察を行った．また，予備的な検討に留まってしまったものの，微細加工技術を用いて緻密に設計した二次元平板電極を用いて粒子の運動を観察し，これまでの針状電極を用いた実験系とは異なる特徴的な運動が見られることも確認した．以上の研究成果は，効率的なマイクロモーター・ポンプの設計指針を提案するうえで重要な知見となると考えられる．
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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The Journal of Chemical Physics
巻: 150 ページ: 014901(6 pages)
10.1063/1.5055830
