側壁駆動によるマイクロ流体デバイス流体制御システムの統合

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2022年度は側壁駆動型マイクロミキサ単体の挙動についてより詳細に調査し，寸法変更や複数駆動するための基礎研究を行った．寸法変更については前年度までに，大型化した場合に攪拌力が落ち，円形状のミキサの深部まで渦が成長しにくいことがわかっていたが，その影響として駆動用の側壁が変形することで，ミキサの形状そのものが変わって，流れが曲げられた結果，渦がミキサの奥まで成長しないことが分かった．このため変形後の形状を基準に設計を行ったところ攪拌力の改善が見られた．また複数のミキサを独立に駆動する研究に関しては，一昨年の研究で，高周波で駆動した場合，駆動したミキサの周囲のミキサでも攪拌が起こってしまうことがわかり，この干渉を避けるために，周波数の小さい空気圧で行うことを計画していたが，その後振動の伝達が圧力を伝達するチューブの差込口の形状によって変わることが分かったため，より詳細に分析を行った結果，チューブの差込口の位置やミキサが接続されている主流路の形状を変更することで，高周波でも振動の伝達を抑えることが可能であることが分かった．また側壁駆動型のマイクロポンプを開発し，単体では脈動が発生する蠕動駆動型のポンプを複数用いて互いに干渉させて駆動させることで脈動を抑え，幅30μ，高さ100μの流路内に入れた細胞に近い寸法である径10μmのマイクロビーズをオープンループで3.2～5.2μmの精度で位置制御できることを確認した．