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本研究では、ゲルアクチュエータをマイクロ流路用のポンプの動力源として応用し、実用レベルで溶液を輸送可能なポンプが一体化したマイクロ流路分析システムへと発展させることを目標とした。従来型のマイクロ流路は、使用の度にポンプとの接続作業を行う必要があるため、コンタミネーションの原因となっていた。また、ポンプとマイクロ流路が別々となっているため、システム全体ではその体積と重量が大きいことが問題であった。このような問題を解決することを目指して、本研究では医療やバイオ分析に応用可能な、ポンプとマイクロ流路が一体化したディスポーサル分析システムの構築を、微小化が容易で安価な自励振動ゲルアクチュエータをポンプの動力源として採用することで実現することを計画した。このような目標を実現するためには、自励振動ゲルアクチュエータの形状を最適化するとともに、ゲルアクチュエータの駆動周波数を決定する化学反応組成や温度条件について詳細に検討する必要があった。本研究では、駆動周波数や形状を容易に変更することが可能な電場応答型のゲルアクチュエータを用いて、自励振動ゲルアクチュエータに必要とされる駆動性能について検討を行った。また自励振動ゲルアクチュエータの駆動を化学反応によって制御するため、振動反応の溶液組成と反応温度について詳細に検討を行った。さらに振動反応には硝酸や硫酸のような強酸を必要とするため、より安全にマイクロ流路が使用可能となるよう、強酸を用いることなくBZ反応を起こすことができる条件についても詳細に検討を行った。これらの検討の結果、自励振動ゲルアクチュエータの振動周期は溶液組成や反応温度によって制御可能な知見を得ることができた。
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