微小空間熱物質輸送現象の解明に向けた多変量ナノトレーサの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656130
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 嘉副 裕 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (20600919)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: マイクロ流 / マイクロ・ナノデバイス / 流体 / 流体工学

研究概要

マイクロ・ナノ流体工学を確立する上で重要な微小空間の熱物質輸送機構を明らかにするために、微小流路における流体の速度および温度・濃度といった輸送の指標となるスカラー量の同時計測法を開発した。ナノ粒子に複数の蛍光分子を修飾する方法を確立することで、スカラー量測定機能を有する多変量ナノトレーサを作成した。これを用いてマイクロ流路における流速とpHの同時計測を行い、本手法の原理を実証した。これにより、ナノスケールの熱物質輸送の定量評価を行うことが初めて可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Evanescent wave-based flow diagnostics (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Minami Yoda
  • 雑誌名: Journal of Fluids Engineering 巻: 135 ページ: 021305
  • DOI: DOI:10.1115/1.4023448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the near-wall hindered diffusion of colloidal particles in the presence of an electric field (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Minami Yoda
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 99 ページ: 124104
  • DOI: DOI:10.1063/1.3643136.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study of the effect of external electric fields on interfacial dynamics of colloidal particles (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Minami Yoda
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 27 ページ: 11481-11488
  • DOI: DOI:10.1021/la202056b
  • 査読あり
• [学会発表] エバネッセント波を用いたナノチャネルの速度分布計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嘉副裕,井関恵三,馬渡和真,杉井康彦,北森武彦
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知大学,高知.
  • 年月日: 20120916-0918
• [学会発表] Measurement of pressure-driven flow in extended nanochannel using evanescent wave-based particle tracking technique (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Kazuma Mawatari, Yasuhiko Sugii, Takehiko Kitamori
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS 2012)
  • 発表場所: Sendai InternationalCenter, Sendai, Japan.
  • 年月日: 20120513-0518
• [学会発表] Evanescent wave particle velocimetry in electrokinetically driven flows (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Minami Yoda
  • 学会等名: 9th International Symposium on Particle Image Velocimetry (PIV'11)
  • 発表場所: Kobe University, Kobe, Japan.
  • 年月日: 20110721-0723
• [図書] Progress in Nano photonics 2" Ed. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Mawatari, Yuriy Pihosh, Yutaka Kazoe, Takehiko Kitamori
  • 総ページ数: 121-164
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Micro and extended-nano fluidics and optics for chemical and bioanalytical technology in
• [図書] Extended- nano fluidic systems for chemistry and biotechnology (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Mawatari, Takehiko Tsukahara,Yo Tanaka, Yutaka Kazoe, Philip Dextras, Takehiko Kitamori
  • 総ページ数: 69-86
  • 出版者: Imperial College Press
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kitamori/