ブラウン運動の工学的応用

布朗运动的工程应用

• 批准号: 11875060
• 负责人: 河内 啓二
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875060/
• 关键词: ブラウン運動; 微粒子; 基板; 相互作用; マイクロマシーン; 微小粒子; ランダムウォーク; エッチング加工; 放電加工

液体中にひたした1ミクロン〜10ミクロンの球形微小粒子を水平な基板上でブラウン運動させ、それを光学的に観察し、微粒子のふるまいと基板上に構築したミクロンオーダーの微小構造の相互作用を調べた。まず何も構造を作らない滑らかな表面の基板を水平にそしてやや斜めに傾けて置き、基板上の粒子の運動が理論的拡散値とよく一致することを確認し、この実験系の精度を検証した。続いてエッチングと放電加工によってミクロンオーダーの構造を基板上に構築し、微小粒子との相互作用を調べた。その結果、基板上の円形の穴の直径と粒子直径の比を適当にとると、ブラウン運動による水平移動は拘束したまま、回転運動のみを観察できる系を見い出した。この系の粒子運動の光学的測定により、粒子の回転運動は理論値とよく一致しており、穴の壁と粒子の干渉はブラウン運動に比べて充分小さいことを確認した。また基板上の線形の溝と粒子の干渉により、粒子を溝に沿って整列させる系を見い出した。

The spherical fine particles in the liquid form the motion of the particles on the horizontal substrate, the optical observation of the particles, and the interaction of the fine structures on the substrate. To verify the accuracy of the system, the theoretical dispersion and consistency of the motion of particles on the substrate are verified. The structure of the substrate and the interaction between the particles are regulated. As a result, the diameter of the hole on the substrate and the diameter of the particle are appropriately adjusted, and the horizontal movement is restricted. The optical measurement of the particle motion of the system confirms that the particle motion is substantially smaller than the theoretical value. The linear grooves on the substrate and the dry lines of the particles are arranged along the grooves.

项目成果

趙 政晃: "微小落下物体の挙動"日本航空宇宙学会年会講演会講演集. 1-2 (2000)

Masaaki Cho：“小型坠落物体的行为”日本航空学会年会论文集1-2（2000）。

河内啓二: "サイズと運動メカニズム"ヘリコプタ技術協会会報. Vol.9. 3-12 (1999)

Keiji Kawachi：“尺寸和运动机制”直升机技术协会公告第 9 卷（1999 年）。