高分子ゲルを用いた微小電気化学ポンプの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23510145
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 高田 主岳 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20361644)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 微小ポンプ / 電気化学ポンプ / アクチュエータ / 高分子ゲル / エネルギー変換素子 / 酸化還元

研究概要

銅を内包したポリアクリル酸ゲルの電気化学的酸化還元により動作する、新しい原理に基づいた微小ポンプを開発した。シリンダである金管を作用電極として銅イオンを還元することにより、ピストンであるゲルが膨潤し、ポンプは排水する。一方銅を酸化することによりゲルが収縮し、ポンプは吸水する。このポンプは数百pl s-1という極低流速で吸排水を制御できる。また数ボルトという低エネルギーで動作し、さらに構造が比較的簡単なため小型化も容易である。

研究成果

• [雑誌論文] Potential changes during in situ formation of carriers for cationic surfactant ion-selective electrodes by conditioning (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Faozia, N. Itadani, M. Nomura, K. Suzuki, T. Yasui, K. Takada, and A. Yuchi
  • 雑誌名: J. Electroanal. Chem 巻: 696 ページ: 20-23
• [雑誌論文] Anion responsive molecular valve consisting of poly(4-vinylpyridine) gel (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takada, M. Takezaki, N. Hisamatsu, and A. Yuchi
  • 雑誌名: Sens. Actuators B 巻: 185 ページ: 140-145
• [雑誌論文] Electrochemical Control of Threshold Value of Molecular Valve Consisting of Poly(acrylic acid) Gel (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takada, T. Ohra, K. Takaue, N. Ishikura, C. Kato, and A. Yuchi
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 40 ページ: 1152-1154
• [雑誌論文] An electrochemical actuator based on reversible changes in volume of poly(acrylic acid) gel induced by quinone redox (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takada, T. Iida, Y. Kawanishi, T. Yasui, and A. Yuchi
  • 雑誌名: Sens. Actuators B 巻: 160 ページ: 1586-1592
• [学会発表] キノン-ポリアクリル酸ゲルを用いた両面被覆型電気化学アクチュエータ (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤久実、久松直樹、原田寛之、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを用いた微少電気化学ポンプ (2014)
  • 著者名/発表者名: 沼田悠貴、林淳志、山村直希、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを利用した複屈曲運動する電気化学アクチュエータ (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤久実、原田寛之、久松直樹、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 「分析中部・ゆめ21」若手交流会 第13回高山フォーラム
  • 発表場所: 高山市図書館
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] キノン-ポリアクリル酸ゲルアクチュエータにおけるゲル特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久松直樹、飯田那也、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] キノン-ポリアクリル酸ゲルを用いた微小電気ポンプの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 沼田悠貴、林淳志、山村直希、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] キノンの酸化還元で動作する微小電気化学ポンプ (2013)
  • 著者名/発表者名: 沼田悠貴、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 第32回分析化学中部夏期セミナー
  • 発表場所: 休暇村能登千里浜
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] Cu^<2+>-ポリアクリル酸ゲルの酸化還元で駆動する微小ポンプ (2013)
  • 著者名/発表者名: 沼田悠貴、林淳志、山村直希、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 電気化学会創立80周年記念大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルの膨潤収縮で駆動する微小電気化学ポンプ (2012)
  • 著者名/発表者名: 沼田悠貴、林淳志、山村直希、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 「分析中部・ゆめ21」若手交流会 第12回高山フォーラム
  • 発表場所: 高山市図書館
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 銅イオンポリアクリル酸ゲルを用いた微小電気化学ポンプの吸排出量制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 沼田悠貴、林淳志、山村直希、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 第43回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Pd 電極によるポリアクリル酸ゲルの膨潤収縮制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末田朋与、竹村匡弘、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 第43回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Electrochemical Pump Consisting of Cu2+-Poly(acrylic acid) Gel (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takada, N. Yamamura, A. Hayashi, T. Yasui, and A. Yuchi
  • 学会等名: Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Sciences 2012
  • 発表場所: Hawaii Convention Center and the Hilton Hawaiian Village, Hawaii, USA
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを用いた分子バルブの電気化学的な開閉制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大原哲矢、竹上功起、安井孝志、湯地昭夫、高田主岳
  • 学会等名: 第31回分析化学中部夏期セミナー
  • 発表場所: 信州大学理学部
  • 年月日: 2012-09-01
• [学会発表] キノンの酸化還元を利用した高分子ゲルアクチュエータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 久松直樹、飯田那也、原田寛之、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 第31回分析化学中部夏期セミナー
  • 発表場所: 信州大学理学部
  • 年月日: 2012-09-01
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを両面に被覆した電気化学アクチュエータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 久松直樹、飯田那也、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを利用した分子バルブの電気化学的な開閉制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大原哲矢、竹上功起、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 電気化学的手法による分子バルブの透過濃度制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大原哲矢、竹上功起、石倉奈津美、加藤智絵、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 「分析中部・ゆめ21」若手交流会 第11回高山フォーラム
  • 発表場所: 高山市図書館
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] ゲルの膨潤収縮を利用した微小電気化学ポンプ (2011)
  • 著者名/発表者名: 林淳志、山村直希、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 「分析中部・ゆめ21」若手交流会 第11回高山フォーラム
  • 発表場所: 高山市図書館
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] 両面にポリアクリル酸ゲルを被覆した電気化学アクチュエータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 久松直樹、飯田那也、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 「分析中部・ゆめ21」若手交流会 第11回高山フォーラム
  • 発表場所: 高山市図書館
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを用いた電気化学アクチュエータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 久松直樹、飯田那也、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 日本分析化学会第60年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] ポリアクリル酸ゲルを用いた電極分離型分子バルブ (2011)
  • 著者名/発表者名: 大原哲矢、竹上功起、石倉奈津美、加藤智絵、安井孝志、高田主岳、湯地昭夫
  • 学会等名: 日本分析化学会第60年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] キノン-ポリアクリル酸ゲルを用いた電気化学アクチュエータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田主岳、飯田那也、安井孝志、湯地昭夫
  • 学会等名: 2011年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
  • 年月日: 2011-09-10
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://yty.ach.nitech.ac.jp