界面移動拡散現象の異方性抽出のためのマイクロ・ナノスケールイメージング法の確立

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206024
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 菱田 公一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40156592)
• 研究分担者: 佐藤 洋平 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00344127) ; 小川 邦康 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (50272703)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 熱・物質移動 / マイクロ・ナノスケールイメージング

研究概要

マイクロ流路内の固体・液体界面さらには気体・液体界面に形成されるイオン層(電気二重層)の時空間構造が, バルク流動構造に及ぼす影響を定量的に明らかとすることを主たる目的として研究を展開した.特に,界面を有する流れにおけるイオン層が拡散輸送現象に及ぼす影響の評価およびイオンの異方性がマイクロスケール熱流動現象に及ぼす影響を明らかにするため, 蛍光画像計測および核磁気共鳴(NMR)を併用した多変量イメージング法の開発を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Phase separation technique for suspended particles in microchannel utilizing bilayered acoustic fields (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, M., Nakanosono, H., Sato, Y. and Hishida, K.
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.4 No.1 ページ: 1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-PIV/LIF measurements on electrokinetically-driven flow in surface modified microchannel (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, M., Sasaki, S., Sato, Y. and Hishida,K.
  • 雑誌名: Journal of Micromechanics and Microengineering Vol.19 No.4, 045021 ページ: 9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of zeta-potential at microchannel wall by a nanoscale laser induced fluorescence imaging (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazoe, Y. and Sato, Y.
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.2 ページ: 429-440
• [雑誌論文] Effect of ion motion on zeta-potential distribution at microchannel wall obtained from nanoscale laser-induced fluorescence (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazoe, Y. and Sato, Y.
  • 雑誌名: Analytical Chemistry Vol.79 ページ: 6727-6733
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically sliced measurement of velocity and pH distribution in microchannel (2007)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, M., Sato, Y. and Hishida, K.
  • 雑誌名: Experiments in Fluids Vol.43 ページ: 425-435
  • 査読あり
• [雑誌論文] 音響放射力および静電気力による浮遊微粒子の連続的分離技術 (2006)
  • 著者名/発表者名: 石田洋哉, 佐藤洋平, 菱田公一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 第72巻722号 ページ: 2473-2480
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小型表面コイルを用いた燃料電池用固体高分子電解質膜の局所含水量測定法 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小川邦康, 伊藤衡平, 拝師智之, 菱田公一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 第72巻716号 ページ: 1013-1020
  • 査読あり
• [学会発表] Phase separation technique in two-phase microchannel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Hishida, K., Ichiyanagi, M. and Sato, Y.
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2008-12-15
• [学会発表] CO2 dissolution process at gas-liquid interface in two-phase microchannel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Senga, Y. Tsutsui, I., Mishima, K., Kakinuma,Y. and Sato, Y.
  • 学会等名: PowerMEMS 2008 + μEMS 2008
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] Effect of surface modification patterning on electroosmotic flow in microchannel measured by Micro-PIV/LIF (2008)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, M., Sasaki, S., Sato, Y. and Hishida, K.
  • 学会等名: 2nd International Forum on Heat Transfer
  • 発表場所: Tokyo, Japan(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 高時間分解能PTVを用いた非一様ゼータ電位場における電気浸透流の三次元過渡流動構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 嘉副裕, 中村翼, 三木則尚, 佐藤洋平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2008
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Optical measurements of chemical reaction by gas dissolution in a gas-liquid microchannel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui, I., Senga, Y. and Sato, Y.
  • 学会等名: 14th Int. Symp. on Appl. of Laser Tech. Fluid Mech
  • 発表場所: Lisbon, Portugal(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-07-07
• [学会発表] Effect of ion adsorption on wall zeta-potential of surface modified microchannel (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T. and Sato, Y.
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Conference on Transducers and Micro-Nano Technologies
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2008-06-25
• [学会発表] 非一様ゼータ電位を有するマイクロチャネル内の流動特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 一柳満久, 佐々木誠一, 佐藤洋平, 菱田公一
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム(109-110)
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] マイクロ気液界面流動を伴うCO2溶解現象の光学計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千賀友里子, 筒井一成, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] 微細流路内濃度計測のための小型NMRセンサーの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小川邦康, 拝師智之
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] Water-vapor permeability control of PDMS by dispersion of collagen powder (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishida, M., Kazoe, Y., Sato, Y. and Miki, N.
  • 学会等名: The 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-10-10
• [学会発表] Micro optical stirrer for mixing in microchannel flow (2007)
  • 著者名/発表者名: Moriya, T. and Sato, Y.
  • 学会等名: The 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-10-10
• [学会発表] Simultaneous measurements of near-wall velocity and wall zeta-potential by evanescent wave illumination (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyakawa, S., Kazoe, Y. and Sato, Y.
  • 学会等名: The 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-10-10
• [学会発表] Structure of electroosmotic microchannel flow affected by nonuniformwall zeta-potential (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazoe, Y., Miki, N. and Sato, Y.
  • 学会等名: The 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-10-09
• [学会発表] Continuous and selective separation technique of suspended particles by utilizing acoustic radiation and electrostatic forces (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Ishida, H. and Hishida, K.
  • 学会等名: The 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-10-08
• [学会発表] 固液界面極近傍流動計測によるイオン分子拡散の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村翼, 佐藤洋平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2007
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-08-06
• [学会発表] Quantitative visualization by molecular tagging in transport phenomena (2007)
  • 著者名/発表者名: Hishida, K. and Sato, Y.
  • 学会等名: The 9th Asian Symposium on Visualization
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 2007-06-06
• [学会発表] pHの異なる二流体混合場における電気浸透流流動特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 筒井一成, 一柳満久, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第15回化学とマイクロ・ナノシステム研究会(79)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-26
• [学会発表] 微小粒子群の攪拌・混合を実現するマイクロ光スターラーの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 守屋孝胤, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第15回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] マイクロチャネル表面改質パターニングによる電気浸透流動への影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 一柳満久, 佐々木誠一, 佐藤洋平, 菱田公一
  • 学会等名: 第44回日本伝熱シンポジウム(491-492)
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] マイクロチャネル壁面極近傍速度およびゼータ電位同時計測法の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮川修, 嘉副裕, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第44回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2007-05-23
• [学会発表] マルチNMRセンサーによる水電解運転時のPEM内含水量の分布計測 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス2006(245-246)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2006-11-25
• [学会発表] Confocal microscopic measurement of proton diffusion in chemical reacting flow (2006)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, M., Sato, Y. and Hishida, K.
  • 学会等名: The 10th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science(792-794)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2006-11-07
• [学会発表] Time-resolved velocity and pH mapping in T-shaped microchannel (2006)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, M., Sato, Y. and Hishida, K.
  • 学会等名: 13th Int. Symp. on Appl. of Laser Tech. Fluid Mech
  • 発表場所: Lisbon, Portugal(CD-ROM)
  • 年月日: 2006-06-28
• [学会発表] マイクロチャネル内化学反応場におけるイオン拡散現象の時空間分布計測 (2006)
  • 著者名/発表者名: 一柳満久, 佐藤洋平, 菱田公一
  • 学会等名: 第43回日本伝熱シンポジウム(797-798)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2006-06-02
• [産業財産権] 交流誘電泳動によるナノ粒子連続分離方法及び装置 (2008)
  • 発明者名: 佐藤洋平, 嘉副裕, 伏見光明
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 特願2008-124433
  • 出願年月日: 2008-05-12
• [産業財産権] 測定装置および測定方法 (2007)
  • 発明者名: 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 特願2007-127315
  • 出願年月日: 2007-05-11
• [産業財産権] 光学的物質操作装置 (2007)
  • 発明者名: 佐藤洋平, 斉木康一郎
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 公開特許公報(A), 特許公開2007-313378
  • 出願年月日: 2007-12-06
• [産業財産権] 浮遊微粒子の連続的分離方法及び装置 (2007)
  • 発明者名: 菱田公一, 佐藤洋平, 石田洋哉
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 公開番号: 公開特許公報(A), 特開2007-229557
  • 出願年月日: 2007-09-13