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2013 年度 実績報告書

交流電界誘起流体力の複合的利用によるマイクロ流路内ナノ粒子輸送

研究課題

研究課題/領域番号 24656131
研究機関東京理科大学

研究代表者

本阿弥 真治  東京理科大学, 工学部, 教授 (30089312)

研究分担者 元祐 昌廣  東京理科大学, 工学部, 講師 (80434033)
キーワードマイクロ流 / 界面導電現象 / ナノ粒子 / MEMS
研究概要

前年度から継続して実施している粒子輸送現象の評価を継続して行い,続いて,界面導電現象と電熱流が共存する場における,両現象の寄与度の空間的分布を明らかにするとともに,これまでマイクロスケールに限定されていた濃縮の対象粒子サイズをナノメートルオーダーへとスケールダウンすることに成功した.
(1) 粒子輸送現象・共存流動場の評価
粒子輸送現象を評価するため,電圧ON/OFFに伴う過渡応答を調査し,濃縮の時定数を明らかにした.続いて,交流電気浸透流及び交流電熱流が共存する流れ場について,両現象の寄与度の空間分布を求めるため,中程度の導電率水溶液 (1~100 mS/m) を用いて,電圧を変化させた際の流速場を計測し,各地点での局所速度の電圧依存性をマップ化することで,両者の寄与度合いの分離を行った.その結果,基板近傍は電気浸透流が,遠方では電熱流が支配的であることを明らかにした.
(2) 濃縮対象粒子のスケールダウン
交流電界が誘起する流動を用いた粒子輸送の応用例として,ナノ粒子の高感度測定に焦点を当て,流動制御による高感度分析への適用性評価を実施した.交流電気浸透流を対向するように発生させ,そのよどみ点に粒子が滞留されるような電極形状を考案し,その局所濃縮効果を,蛍光輝度分布から濃度へと換算し,濃縮率 (バルク濃度に対する局所濃度の比) を用いて評価した.また,異種材料への適用性を確認するため,金属ナノ粒子を用いて,その表面プラズモン共鳴による特異的光吸収を用いて吸光度の空間分布を求めて濃縮率を評価し,広範囲な材質のナノ粒子の局所濃縮が可能であることを示した.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Improved particle concentration by cascade AC electroosmotic flow2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Motosuke, Keichi Yamasaki, Akihiko Ishida, Hikaru Toki, Shinji Honami
    • 雑誌名

      Microfluidics and Nanofluidics

      巻: Vol. 14, No.6 ページ: 1021-1030

    • DOI

      10.1007/s10404-012-1109-1

    • 査読あり
  • [学会発表] Continuous concentrator for nanoparticle based on cascade AC electroosmotic flow2013

    • 著者名/発表者名
      Keichi Yamasaki, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 発表場所
      Freiberg, Germany
    • 年月日
      2013-10-29
  • [学会発表] 3D velocity measurement by orthogonal-plane micro PIV for electrokinetic enhancement of surface reaction

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Ishida, Daisuke Ichimura, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      ASME 2013 12th International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels (ICNMM)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan

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公開日: 2015-05-28  

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