| 研究課題/領域番号 |
25610127
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
深尾 浩次 立命館大学, 理工学部, 教授 (50189908)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | レーザーピンセット / マイクロレオロジー / 有効温度 / コロイド粒子 / 臨界温度 / ２成分ブレンド系 |
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| 研究概要 |
本研究ではまず、光ピンセット装置のセットアップを下記の通り行った。赤外レーザー（Cobolt社製）、ミラー・レンズ（シグマ光機社製）、光学顕微鏡（NIKON, Ti-U）を組み合わせてシステムを構築した。レーザーの光軸が対物レンズの中心を通過するように光学系をアライメントすることで、数μmサイズの微粒子 を対物レンズの焦点位置で捕捉（トラップ）できることを確認した。続いて、光ピンセット装置を用いて２種類の実験を行った。
1. 光ピンセットのトラップ力の見積り：対物レンズの焦点位置でトラップされた微粒子（直径1.1μmのポリスチレンビーズ）の熱運動をCCDカメラで記録し、これを画像解析するこ とでトラップ力の見積りを行った。今回のセットアップでは、最大で20pN（レーザー強度が100mWの場合）のトラップ力が働くことが確認された。今後は系に外力を加えた条件でトラップ力を測定できるようにシステムを発展させ、試料の微小領域における粘弾性挙動（マイクロレオロジー特性）に着目した研究を進める予定である。
2. 水/有機溶媒混合溶液の相分離観察：臨界点近傍の１相状態にある2,6-ルチジンの水溶液にレーザーを照射したところ、10μmのスケールで液液相分離が誘起され、この相分離液 滴がレーザーの焦点位置にトラップされる、という振舞いが観測された。同様の現象がこれまでに3-メチルピリジン水溶液で見つかっている（KS et al.,2008)が、本研究はこの一般性を確かめたことになる。ただし、相分離が誘起される原因については未解決であるため、今後も更にレーザーの強度や試料の 温度を変化させながら実験を進める必要がある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
有効温度測定として、電気回路のノイズシグナルの測定方法を予定していたが、より精度の高い手法として、レーザーピンセットによるマイクロレオロジー法を用いることが可能な状況となったため、その方向への転換を決意した。そのため、当初の予定よりもやや遅れる結果となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画から、より精度の高い手法としてレーザーピンセット法を用いたマイクロレオロジー法への転換を決意したため、以下の手順により今後の研究を進めて行く。
1. フォースモジュールシステムを組み上げることにより、トラップ力の測定を可能とし、マイクロレオロジー測定システムを組み上げる。
2. 外力を加えた場合の応答関数と自発的なゆらぎの相関関数を実験的に求め、両者の比より、有効温度の評価を行う。
3. レーザーピンセット技術の向上のために、２成分ブレンド系での相分離挙動をレーザートラップを用いて調べる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
測定手法をより効果的な実験手法に切り替える決断をしたため、当初の予定より全体に後ろ倒しになったため。
当初、電気回路に使用を予定していた分が次年度へ送られた。その分については、マイクロレオロジーシステムの立ち上げに必要な物品費として使用する。
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