高速共焦点スキャナを用いた複雑な３次元マイクロ構造のデジタル光造形と混相流動計測

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760144
• 研究種目: 若手研究(B)
• 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: 大石 正道 東京大学, 生産技術研究所, 技術専門職員 (70396901)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: マイクロ光造形 / 共焦点スキャナ / デジタルミラーデバイス / マイクロ混相流

研究概要

本研究では、赤血球のマイクロ挙動解明に向けたモデル実験に用いる、３次元特殊形状マイクロビーズの造形を念頭におき、マイクロ流路内に複雑な3次元形状の構造物を高速造形する手法の開発を目的とし、高速共焦点スキャナとDMD（デジタルミラーデバイス）を組み合わせた光造形法を提案した。光学設計においては、照度むらを無くすための光学設計に特に留意し、空間フィルタやビームホモジナイザを導入することにより、全域に渡っての輝度差を10%以内に抑えた。共焦点効果による硬化スポットは、理論的な共焦点深度よりも厚くなる傾向がみられるが、その厚みはレーザの強度を抑え、露光時間を長めに取ることで薄くできる可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Continuous and Simultaneous Measurement of the Tank-Treading Motion of Red Blood Cells and Surrounding Flow Using Translational Confocal Micro-Particle Image Velocimetry (Micro-PIV) with Sub-Micron Resolution (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, K. Utsubo, H. Kinoshita, T. Fujii, M. Oshima
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: Vol.23 ページ: 035301, 1-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on the mechanism of droplet formation in T-junction microchannel (2011)
  • 著者名/発表者名: X-B. Li, F-C. Li, J-C. Yang, H. Kinoshita, M. Oishi and M. Oshima
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: Vol.22 ページ: 105401, 1-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Internal and Surrounding Flows of a Moving Droplet Using Multicolour Confocal Micro-Particle Image Velocimetry (micro-PIV) (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, H. Kinoshita, T. Fujii, M. Oshima
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: Vol.22 ページ: 105401, 1-13
  • 査読あり
• [学会発表] MEASUREMENT OF THREE DIMENSIONAL FLOW STRUCTURE DURING MICRODROPLET FORMATION USING PHASE-LOCKED MULTICOLOR CONFOCAL MICRO-PIV (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, H. Kinoshita, T. Fujii and M. Oshima
  • 学会等名: The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2013)
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] Phase-locked confocal micro-PIV measurement of three dimensional flow structure of transient droplet formation mechanism in T-shaped micro junction (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, H. Kinoshita, T. Fujii, M. Oshima
  • 学会等名: 65th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics (APS-DFD 2012)
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] Visualization and Measurement of Flow-Induced Dynamic Motion of Red Blood Cells Using Tracking Confocal Micro-PIV System (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Oshima, M. Oishi, H. Kinoshita, T. Fujii
  • 学会等名: ASME 2012 Summer Bioengineering Conference (SBC2012)
  • 発表場所: Puerto Rico, USA
  • 年月日: 2012-06-22
• [学会発表] Simultaneous Measurement of Tank-Treading Motion of Red Blood Cell and Surrounding Flow using Target-Tracking Confocal Micro-PIV (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Oishi, K. Utsubo, H. Kinoshita, T. Fujii, M. Oshima
  • 学会等名: The 11th Asian Symposium on Visualization (ASV-11)
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 年月日: 2011-06-06
• [備考]
  • URL: http://www.oshimalab.iis.u-tokyo.ac.jp/english/