Construction of multiple micro interfaces using 3D microfluidic devices and application to functional chemical reactions

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00336
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: shoji shuichi 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00171017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 潤 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 客員上級研究員(研究院客員教授) (60386737) ; 関口 哲志 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (70424819) ; 秋津 貴城 東京理科大学, 理学部第二部化学科, 教授 (80348812) ; 古谷 正裕 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80371342)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: マイクロ化学合成

Outline of Final Research Achievements

In this study, we fabricate flow devices that enable microdroplets generation and multiple trapping as well as multiple interfacial flows. These devices were applied for chemical and biochemical synthesis. The purpose of this research is to achieve the synthesis of novel functional materials by the simultaneous reaction of various reagents. As a result, we succeeded in parallel protein crystal formation and realized efficient synthesis of amino acid Schiff base copper(II) complexes.

Free Research Field

マイクロ流体デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の化学合成反応は、主にビーカワークの延長でプラント化が行われ、学術的には拡散律速に基づいてその設計がなされてきた。しかし、本研究結果が示した通り、反応場をマイクロサイズに制限し、界面反応を応用した場合、従来の常識では説明できない反応速度や合成結果を得られる事が分かった。また合成物の結晶化や単離も容易となり、これを産業界に応用した場合、従来では不可能であった効率的な化学合成反応が期待される。