粘弾性マイクロジェットの能動制御と次世代製造プロセスへの展開

粘弹性微射流的主动控制及其在下一代制造工艺中的应用

• 批准号: 20H00223
• 负责人: 田川 義之
• 金额: $ 28.79万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00223/
• 关键词: マイクロジェット; 粘弾性流体; レオロジー計測; 無針注射; 高粘度ジェット; 機械学習; 応力場計測; 液滴衝突; レオロジー; 伸長粘度; 高速度計測

本研究では，衝撃力を利用した超音速・高粘度マイクロ液体ジェット生成法（代表者の開発技術）に基づき，ジェットの伸長・分裂・衝突という医学・工学応用に不可欠な各要素の物理機構解明・能動制御を達成するため，次世代製造プロセスにとって需要の高い粘弾性液体ジェットに焦点を絞り，学術的に未解明な特徴的挙動を解明に取り組み続けている．粘弾性マイクロ液体ジェットの大伸張プロセスの解明・制御のために，ジェットが大きく伸長した後，分離せずに出戻る新現象に着目し，粘弾性マイクロ液体ジェットの分離・マイクロ液滴形成プロセスの解明・制御のため，粘弾性流体の液糸の分離過程を実験調査した．ジェット分離位置・時間を測定した結果，粘弾性マイクロジェットでは分離に至るまでに顕著な伸張効果が確認され，可視光カメラの解像限界(500 nm)以下の液糸が数秒間も持続し，液滴を保持・合体させる現象が見られた．分担者（長津）所有のレオメータによりレオロジー特性の測定を行い，粘弾性特性が分離過程に与える影響を調査した．さらに，マイクロジェット先端から分離した液滴直径がマイクロサイズの場合，固体壁に衝突した液滴が従来理論に反して飛散しない現象を発見したがこれには，従来理論が立脚する連続体仮定が適用できないため，新たな物理描像に基づく理論として実験結果に基づく液滴飛散理論を構築した上で，混相数値計算を援用し，液滴拡大制御/飛散抑制を試みた．そして，以上の知見を踏まえ，次世代製造プロセス実現に向けた学術課題として無針注射器による生体組織への貫入挙動モデルを完成させた．

In this study, the impact force was utilized by supersonic and high viscosity liquid generation method.(Representative of the development of technology) in the basic, scientific and technological development, separation, conflict, medical and engineering applications, the physical mechanism of the various elements of the solution, dynamic control to achieve, the next generation of production, the need for high-viscosity liquids, focus, academic and unsolved characteristics of the solution to the problem of the group. A new phenomenon of separation of viscous liquid droplets was investigated. The separation of viscous liquid droplets was investigated. As a result of the measurement of the separation position and time, it was confirmed that the viscosity of the liquid was reduced from separation to extension, and the liquid temperature below the resolution limit (500 nm) of the visible light was maintained for several seconds, and the phenomenon of liquid droplet retention and aggregation was observed. The effects of viscosity characteristics on the separation process were investigated. In the case of droplet diameter separation, solid wall collision theory is used to determine the dispersion of droplets. In the case of solid wall collision theory, solid wall collision theory is used to determine the dispersion of droplets. In the case of solid wall collision theory, solid wall collision theory is used to determine the dispersion of droplets. In the case of solid wall collision theory, solid wall collision theory is used to determine the dispersion of droplets. Droplet control/scatter suppression In addition, the above knowledge has been developed and the next generation of production has been realized. The academic topic of needle-free syringe has been completed.

项目成果

Background Oriented Schlieren Technique With Reconstruction Of Three-Dimensional Vector Fields For Pressure Measurement Of Laser Induced Underwater Shock Waves

三维矢量场重建的背景导向纹影技术用于激光诱导水下冲击波的压力测量

• 发表时间: 2022
• 作者: Ichihara;S.;Shimazaki;T.;Tagawa;Y.,
• 通讯作者: Y.,

Drop impact on solid surface from the perspectives of artificial neural networks

从人工神经网络角度看跌落对固体表面的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yee;J.，山中晃徳，田川義之，
• 通讯作者: J.，山中晃徳，田川義之，

Painting technology for highly viscous liquid using impact

利用冲击力的高粘性液体涂装技术

• 发表时间: 2021
• 作者: Kamamoto;K.;Onuki;H.;Tagawa;Y.
• 通讯作者: Y.

無心注射器の実現に向けた集束形状マイクロジェットと人体模擬組織の相互作用の実験的解明

实验阐明聚焦微射流与人体模拟组织之间的相互作用，以实现非中心注射器

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuto Yamanoi;Takashi Miura;Masoud Soltani;Koichi Maekawa;鄭巽，佐藤仁美，姜美蘭，高山直樹，森川高行;五十嵐大地，宮崎優太，鵜澤雅，河合脩真，Yee Jingzu，武藤真和，関口翔斗，田川義之
• 通讯作者: 五十嵐大地，宮崎優太，鵜澤雅，河合脩真，Yee Jingzu，武藤真和，関口翔斗，田川義之

ナノチューブ内に形成された液体メニスカスと衝撃波との干渉に関する分子動力学的研究，

纳米管中形成的液体弯月面与冲击波相互作用的分子动力学研究，

• 发表时间: 2022
• 作者: 高坂亘;星翔馬;工藤幹太;猪狩有生;金子健太郎;山口智広;藤田静雄;尾沼猛儀;鈴木創太，菊川豪太，犬飼春太，田川義之，
• 通讯作者: 鈴木創太，菊川豪太，犬飼春太，田川義之，