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ナノチャネルにおける極性イオン多変量イメージング法と連動した電気二重層選択的制御

纳米通道中双电层的选择性控制与极性离子多元成像相结合

基本信息

批准号：
17686017
负责人：
佐藤洋平
金额：
$ 18.72万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17686017/
关键词：
マイクロ・ナノスケール電気二重層壁面ゼータ電位極性イオンナノLIF法ナノPIV エバネッセント波蛍光色素ナノスケールマイクロチャネルレーザ誘起蛍光法レーザー放射圧ゼータ電位 Gouy-Chapmanモデル Debye-Huckel近似

项目摘要

次世代のマイクロ・ナノ流体デバイスにおける革新的な機能創製の鍵を握るのは,マイクロ・ナノチャネル壁面極近傍に形成される極性イオンの層,即ち,電気二重層(あるいは壁面ゼータ電位)の選択的制御である.本研究では壁面ゼータ電位時空間分布センシングを可能とするナノスケール・レーザ誘起蛍光(ナノLIF)法,および壁面ゼータ電位選択的制御技術の開発し,ナノスケール流動現象の解明を行った.緩衝液中にてイオン化する蛍光色素,およびチャネル壁面極近傍のみを励起可能とするエバネッセント波に基づいたナノLIF法により,チャネル内緩衝液中のイオン挙動に応じた壁面ゼータ電位時空間構造の解明を行った.イオンの対流および拡散によりゼータ電位形成過程の違いを流体力学的観点に基づいて解明を行った.この実験結果に基づいて,チャネル壁面に単分子膜による化学表面修飾を施し,壁面ゼータ電位を変化させ,チャネル内電気浸透流流動構造制御を行った.電気二重層形成過程の過渡特性を実験的に明らかにした上で,表面修飾パターンを数値シミュレーションによって最適化を行うことにより,選択的に壁面ゼータ電位(あるいは電気二重層厚さ)の制御が可能となり,電気浸透流によるマイクロ・ナノ空間混合促進等の性能の劇的な向上が可能であることが示唆された.マイクロ・ナノチャネル壁面ゼータ電位制御により,チャネル内緩衝液中のイオン挙動制御,そしてバルク流動構造制御が可能となった.

In the next generation, the innovative machine of the fluid engine can be used to hold the machine, and the wall is very close to the wall to form a device, that is, the controller of the selection of the dual power station of the electric engine. In this study, it is possible to use the LIF method to determine the time and space distribution of the electric potential on the wall, and the control technology for the selection of the electric potential on the wall. In the solution, it is possible to change the temperature field in the solution by means of the LIF method, and the temperature in the solution makes it possible to make a solution in the time space of the room temperature in the room. The electrical potential is the key point in the process of hydrodynamics. The results show that the chemical surface repair is applied on the surface of the wall, the electric potential on the wall is changed, and the flow of electricity in the tube is impregnated to control the production of the device. The duplex of the electrical equipment forms the information system of the process characteristics, and the surface repair system is the most efficient. The selected wall electrical potential (double thickness sensor) may be affected. The upward trend of performance performance such as the promotion of air-space mixing may cause an instigation of performance. On the wall, the electric potential is used to control the system, the liquid in the liquid is used to make the system, and the flow system may be used.