| 研究概要 |
MEMSやNEMSの進展によって化学分析やウィルス分析を超小型デバイス上で行うマイクロTASが実用化されており,近い将来のテイラーメイド医療等の具現化が期待されている.デバイス上にはマイクロチャネル,そしてナノチャネルが多数配置され,反応,混合や分離等の様々な機能が集約されており,今後は飛躍的な機能効率向上が望まれている.本研究では,様々な機能に関与する流体(緩衝液)中のイオン挙動に着目し,マイクロチャネルおよびナノチャネル壁面極近傍極性イオン挙動の多変量ナノスケール計測システムの開発を行い,電界印加による電気浸透流のナノスケール流動構造の解明を行った.チャネル壁面は緩衝液と接すると負極に帯電し,緩衝液中の正極イオンが壁面極近傍に集中することにより電気二重層を形成する.電気二重層内の固定層および拡散層との境界面における電位,即ち,ゼータ電位がマイクロチャネルおよびナノチャネル内流動構造を決定づけることが,研究代表者の一連の研究で明らかにされている.屈折率の異なる石英ガラス壁面および緩衝液間にレーザ光の全反射によるエバネッセント波を発生させ,ナノスケール蛍光粒子の移動距離から電気浸透流速度を計測するナノPIV(粒子画像流速計),そして蛍光強度が壁面ゼータ電位に依存する1価の蛍光色素を用いて壁面ゼータ電位を計測するナノLIF(レーザ誘起蛍光法)を開発し,壁面極近傍の電気浸透流速度および壁面ゼータ電位の同時計測を行った.電気浸透流速度分布が壁面ゼータ電位分布に依存していることが明らかとなり,新たな理論構築に貢献することが期待される.
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