光励起による界面物性勾配を利用したマイクロ液滴制御技術の開発

利用光激发引起的界面性质梯度开发微滴控制技术

• 批准号: 19656052
• 负责人: 本阿弥 真治
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656052/
• 关键词: マイクロ流体; 界面制御; 実験流体力学; フォトサーマル効果; マイクロバブル; マランゴニ対流

本年度は,昨年度に構築したマイクロスケール物性分布誘起用レーザ光学システムをマイクロチャネル内の気液界面に適用し,局所加熱による表面張力勾配に起因したマランゴニ対流を利用した界面制御技術の検証を,定量化を中心として行った.以下に本年度得られた研究成果を示す.・マイクロチャネル壁面に付着した微小気泡近傍の液体に加熱レーザを照射して壁面から引き離す挙動について,高速度カメラを用いて界面形状の変化及び移動速度の詳細を計測し,定量化を行った.その結果,気泡離脱挙動が5段階に分類でき,界面移動速度から求めた駆動力が数百nN程度と非常に強いことを示した.・液中に浮遊した状態でレーザ光強度を変化させると,流路内における気泡の滞留位置が変化する ことを,微小プリズムを用いた側方観察システムによって確認した.これには,気泡には上下界面で発生するマランゴニ対流による駆動力と浮力が作用する結果であり,気泡径が大きい程,レーザ光強度が強い程,流路滞留位置は下方に移動することを実験的に明らかにした.・レーザ走査による流路内気泡輸送特性の定量化を行った.流体の粘性率,走査速度,気泡サイズを変化させた一連の実験結果は,気泡両端の表面張力勾配と,流体粘性と走査速度の比で一般化されることを明らかにした.実験的に求めた壁面係数を用いることで輸送特性を評価できることを示した.・平板上液滴に対してレーザ光を照射すると,表面張力と濡れ性の温度勾配に併せて,光の放射圧の影響が存在することを実験的に明らかにし,界面制御の新たな可能性を示した.

This year, the construction of the first phase of the physical properties of the first phase of the first phase of The following are the results of this year's research. The detailed measurement and quantification of the interface shape change and the moving speed of the liquid near the microbubble on the wall surface are carried out. As a result, the bubble detachment motion is classified into 5 levels, and the interface movement speed is extremely fast and the power is very strong.·The light intensity of the floating state in the liquid changes, and the retention position of the bubble in the flow path changes. The bubble diameter increases, the light intensity increases, and the retention position of the flow path moves downward. The quantification of bubble transport characteristics in the flow path was carried out during the review. Viscosity of fluid, velocity of travel, bubble velocity, viscosity of fluid, velocity of travel, velocity of fluid, viscosity of fluid, velocity of travel, velocity of fluid, velocity of travel of fluid, velocity of fluid, To find the wall coefficient of the transport characteristic, evaluate the wall coefficient. The surface tension and temperature of the liquid drop on the plate are adjusted to show the new possibility of interface control.

项目成果

レーザ誘起蛍光法を用いた高い時間分解能を有するマイクロ流体温度場計測

使用激光诱导荧光方法进行高时间分辨率微流体温度场测量

• 发表时间: 2008
• 作者: 阿久津大;元祐昌廣;本阿弥眞治
• 通讯作者: 本阿弥眞治

レーザを用いた流体局所加熱によるマイクロチャンネル内流動制御

使用激光局部加热流体来控制微通道中的流量

• 发表时间: 2007
• 作者: 嶋川純;他
• 通讯作者: 他

Local Microflow Control Using Photothermal Viscosity Distribution

利用光热粘度分布进行局部微流控制

• 发表时间: 2008
• 作者: J. Shimakawa;et.al.
• 通讯作者: et.al.

Microflow Behavior of Liquid in the Presence of Laser-Induced TemperatureGradient

激光诱导温度梯度下液体的微流行为

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. ASME ICNMM2007 5th Int Conf. on Nanochannels, Microchannels andMinichannels
• 作者: M. Motosuke;J. Shimakawa and S. Honami
• 通讯作者: J. Shimakawa and S. Honami

Time-resolved and Micro-scale Measurement of Thermal Property for Intermolecular Dynamics Using an Infrared Laser

使用红外激光对分子间动力学热性质进行时间分辨和微观测量

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Thermal Science and Technology Vol.3,No.1
• 作者: M. Motosuke;et. al.
• 通讯作者: et. al.