| 研究課題/領域番号 |
17360378
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
諸岡 成治 福岡大学, 工学部, 教授 (60011079)
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| 研究分担者 |
仮屋崎 侃 福岡大学, 工学部, 教授 (10078652)
前田 英明 産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, マイクロ・ナノ空間化学グループリーダー (60238871)
山崎 吉一 福岡大学, 工学部, 助手 (20122757)
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| キーワード | マイクロ・ナノデバイス / 流体工学 / 触媒・化学プロセス / 反応・分離工学 / 熱工学 |
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| 研究概要 |
(1)屈曲チャンネル中の連続液相と粒子相の流動について、実験ならびにCFDシミュレーションで調査し、適切な屈曲構造を検討した。とくに、渦巻き型のチャンネルを用いて遠心力を発生させ、出口で液体と固体粒子を分離しようとする場合につき、固液分離効率に及ぼす重力の影響を調査し、安定に液固分離ができる条件を明らかにした。
(2)固体表面における小さな接触角は、表面に平行な方向からの観測では決定するのが難しい。そこで、表面上の液滴にレーザ光を照射し、液滴周縁における干渉縞から接触角を導出する手法を開発した。
(3)ガラスとシリコンウエハを組み合わせ、同一パターンのマイクロチャンネルの壁面を疎水性および親水性に修飾した。このようにして構成した異なる表面濡れ性を有するマイクロチャンネル中に、互いに混じり合わず、異なる密度を有する2種の液体を上下に供給し、液体の密度と接触角が流れの安定性に及ぼす影響を調査した。これによって、上下液体間の密度差が重力方向に逆らっていても、流れが安定となることを明らかにした。
(4)マイクロチャンネルでは剪断力が大きいので、2次循環流が形成される。相隣るマイクロチャンネル間に杭状の仕切を入れた2相接触型マイクロチャンネルを形成し、液-液2相間における抽出速度に及ぼす2次流を伴う流動の影響を実験的に検討した。
(5)渦巻き型のチャンネルを用いて遠心力を発生させ、出口で気体と液体を分離した。チャンネル形状と操作条件を変化させて、安定に気液分離ができる条件を調査した。
(6)ナノサイズの蛍光粒子を、マイクロチャンネルを用いて合成した。急速に一定となるマイクロチャンネルにおける温度特性が、生成した粒子の蛍光特性に及ぼす影響を明らかにした。
(7)マイクロチャンネル壁に酵素を異なる方法で固定化し、固定化法が酵素反応速度に及ぼす影響を実験的に調査した。
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