超音波によるマイクロ流路中の微小物体の非接触操作技術の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560254
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小塚 晃透 独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (60357001)
• 研究分担者: 安井 久一 独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (30277842) ; 畑中 信一 電気通信大学, 情報理工学研究科, 助教 (40334578)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 超音波 / 音響放射圧 / マイクロ流路 / マニピュレーション / 粒子

研究概要

マイクロ流路中にて、液体媒質と共に流れる懸濁微粒子を、外部から放射した超音波で操作する研究を行った。横50mm×縦50mm×厚さ5mmのガラス板に、幅1mm×深さ1mmの断面の流路(溝)を作成した。ガラス板の端面より超音波を放射したところ、ガラスを介して流路内で定在波音場が生成され、流路中の微粒子は音圧の節に凝集した。また、二股に分岐する流路では、周波数を制御することで微粒子の出口を選択できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] 超音波による微粉体のマニピュレーション技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透
  • 雑誌名: 日本音響学会誌 巻: 68巻 ページ: 300-304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of particles in a microchannel with various germetric spaces using ultrasound (2011)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、鈴木一行、砥綿篤哉
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50巻 ページ: 07HE27-1-07HE27-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.07HE27
  • 査読あり
• [雑誌論文] 三角形の溜まり場を持つマイクロ流路中での超音波による微粒子操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 111巻 ページ: 13-16
• [雑誌論文] Acoustic manipulation in a microchannel (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、砥綿篤哉
  • 雑誌名: Proceedings of ICA2010 巻: 1巻 ページ: 194-1-194-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 外部からの超音波照射によるガラス板上のマイクロ流路中での微粒子操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、砥綿篤哉
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 110巻 ページ: 5-8
• [雑誌論文] Study of an acoustic field in a microchannel (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、Judy Lee、砥綿篤哉
  • 雑誌名: Japanese Journal of applied physics 巻: 49巻 ページ: 07HE14-1-07HE14-2
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.49.07HE14
  • 査読あり
• [学会発表] 三角形の溜まり場を持つマイクロ流路中での超音波による微粒子操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一
  • 学会等名: 超音波研究会
  • 発表場所: 電気通信大学(東京都)
  • 年月日: 2011-04-23
• [学会発表] 外部からの超音波を用いる固体壁に囲まれた流路中での微粒子操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透,安井久一,畑中信一
  • 学会等名: 日本音響学会2011年春季研究発表会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Micromanipulation of particles in a microchannel with a geometric space using ultrasound (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、鈴木一行、砥綿篤哉
  • 学会等名: 第31会超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 明治大学(東京都)
  • 年月日: 2010-12-06
• [学会発表] Acoustic manipulation in a microchannel (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、砥綿篤哉
  • 学会等名: ICA2010(The 20th International Congress on Acoustics)
  • 発表場所: シドニーコンベンションセンター(オーストラリア、シドニー)
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] 溜まり場を持つマイクロ流路中での超音波マニピュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一
  • 学会等名: 2010年度非線形音響研究会
  • 発表場所: 加藤科学振興会(長野県)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 外部からの超音波照射によるガラス板上のマイクロ流路中での微粒子操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、砥綿篤哉
  • 学会等名: 超音波研究会
  • 発表場所: 機械振興会館(東京都)
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] 超音波を用いたマイクロ流路中での微粒子操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、砥綿篤哉
  • 学会等名: 日本音響学会2010年春季研究発表会
  • 発表場所: 電気通信大学(東京都)
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Study of an acoustic field in a microchannel (2009)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一、畑中信一、辻内亨、Judy Lee、砥綿篤哉
  • 学会等名: The 30th Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] マイクロ流路中での超音波マニピュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透、安井久一
  • 学会等名: 2009年度非線形音響研究会
  • 発表場所: (財)加藤科学振興会(長野県)
  • 年月日: 2009-08-29
• [学会発表] 超音波の定在波を用いた微小物体の非接触操作技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小塚晃透
  • 学会等名: スマート・アクチュエータ/センサ委員会第79回公開定例会
  • 発表場所: キャンパス・イノベーションセンター(東京都)
  • 年月日: 2009-07-17
• [産業財産権] 超音波を用いた乾式クリーニング方法および装置 (2011)
  • 発明者名: 小塚晃透、安井久一、砥綿篤哉
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-83096
  • 出願年月日: 2011-04-04
• [産業財産権] マイクロ流路中での超音波非接触マイクロマニピュレーション方法及び装置 (2010)
  • 発明者名: 小塚晃透、安井久一、辻内亨、砥綿篤哉、畑中信一
  • 権利者名: 産業技術総合研究所、電気通信大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-184236
  • 出願年月日: 2010-08-19