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マイクロリアクタ表面上の超親水・超はっ水微細パターン形成と液流制御の試み

尝试在微反应器表面形成超亲水/超疏水精细图案并控制液体流动

基本信息

批准号：
15651066
负责人：
牧野英司
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.超親水面あるいは超はっ水面形成のために金属(銅)、テフロンを対象として、微細砥粒ブラスティングによる表面粗化を適用し、表面の微細凹凸構造をAFMで計測して、表面粗さ、フラクタル次元を評価するとともに、純水に対する接触角を測定した。表面粗さを50nmRa程度までに大きくした場合、親水性の銅はより親水化し、はっ水性のテフロンはよりはっ水化する。このような微細な表面粗さの範囲では、フラクタル次元とぬれ性の間には明確な相関は認められない。2.パイレックスガラス基板上に一定の粗さをもつ表面からなるマイクロ流路を形成する技術を確立し、この上に超親水・超はっ水表面パターンを形成する見通しを得た。形成したマイクロ流路内の流れの解析を観察法によっておこなうために、CCD顕微鏡のもと化学発色反応を利用して2液の混合状態を観察・評価するための装置を試作した。また、はっ水性のシリコン表面上に、AFM陽極酸化によってナノスケールの親水性パターンを形成できることを実験的に確認した。3.壁面のすべり境界条件を考慮した連続流モデルを構築し,マイクロ流動をナビエ・ストークス式で統一的に記述することを試みた。開発した解析手法によって、種々の超親水・超はっ水表面パターンをもつ流路内のマイクロ流動を解析した。解析によれば、超親水・超はっ水マイクロパターンの配置によって層流のかく拌が促進されることは認められないが、2液の接触界面において流れの蛇行が促進される。今後、実験による結果との比較から、解析の妥当性を検証する必要である。

1. Ultra-hydrophilic surface is composed of ultra-hydrophilic surface, ultra-hydrophilic surface and ultra-hydrophilic surface. Surface roughness of 50 nm Ra is large, hydrophilic copper is hydrophilic, and water is hydrated. This is a very fine surface, very rough surface, very clear surface, very rough surface, very rough surface. 2. The technology of forming a certain rough surface on a substrate is established, and the technology of forming a super-hydrophilic surface on a substrate is realized. A method for detecting and evaluating the flow in a flow path by using a CCD micro-mirror to detect and evaluate the mixed state of the two liquids is proposed. The surface of the film is coated with water, and the AFM anodizes the film to form a hydrophilic film. 3. The boundary conditions of the wall are considered. The analysis method of opening and closing is to analyze the flow of water in the flow channel. Analysis of water, super hydrophilic, super water, mixing and promotion of laminar flow, contact interface of two liquids, snake flow and promotion of water. In the future, it is necessary to compare the results and verify the appropriateness of the analysis.