インクジェット微小液滴を使ったマイクロダイナミックアクティブセンシング

使用喷墨微滴的微动态主动传感

• 批准号: 21656069
• 负责人: 金子 真
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656069/
• 关键词: マイクロセンシング; 細胞剛性計測; ダイナミックアクティブセンシング; インクジェット; 液滴変形シミュレーション; Smoothed Particle Hydrodynamics; 再生医療

微小液滴と細胞組織の衝突時に起こる現象の解析のため,本研究では微小液滴を生成するインクジェットと衝突後の液滴と,細胞組織のダイナミクスを観察するための高速カメラからなる新しいダイナミックアクティブセンシングシステムを開発した.液滴が対象物に衝突すると,対象物の変形とともに液滴自体も変形する.質量保存則により液滴の体積は不変なので,対象物の変形は定常状態における液滴の高さや幅などの形状から間接的に推定することができる.衝突過程はおおよそ0.1ミリ秒という極めて短い時間で終わるため,液滴と対象物の変形を観察するために高速カメラを用いた.得られた結果は,次のように整理できる.(1)直径80μm,速度4m/sの液滴との衝突によって細胞組織に生じる塑性変形の深さに起因する液滴高さをもとに"Droplet Hardness"を定義した.(2)インクジェットと高速カメラを組み合わせたダイナミックアクティブセンシングシステムを開発し,高速カメラによる100,000Hzの撮影により,液滴と対象物の衝突ダイナミクスについて観察した.実験結果より,Droplet Hardnessは対象物の硬さと相関があることが分かった.これに基づき,対象物の塑性変形が対象物中のダンパ要素の存在によって説明できることを明らかにした.(3)シミュレーションを通じて,実験と同様に衝突後の液滴にくぼみができること,ならびに硬さに準じて対象物の変形が起こることを確認した.以上の結果により,Droplet Hardnessが組織工学に適応できる可能性を示した.

Tiny droplets と tissue の conflict since に こ る phenomenon の parsing の た め, this study で は tiny droplets を generated す る イ ン ク ジ ェ ッ ト と の droplet と after conflict, tissue の ダ イ ナ ミ ク ス を 観 examine す る た め の high-speed カ メ ラ か ら な る new し い ダ イ ナ ミ ッ ク ア ク テ ィ ブ セ ン シ ン グ シ ス テ ム を open 発 し た. The droplet が conflicts with the object に and すると, the object <s:1> undergoes a deformation とと に に, and the droplet itself undergoes a <s:1> deformation する. Quality of preservation is に よ り droplet volume は の - not な の で, like content の seaborne - shaped は steady state に お け る droplet の high さ や picture な ど の shape か ら indirect presumption に す る こ と が で き る. Conflict process は お お よ そ 0.1 ミ リ seconds と い う め extremely short て い time で final わ る た め, droplet と like content の seaborne - shaped を 観 examine す る た め に high-speed カ メ ラ を with い た. Have ら れ は た results, time の よ う に finishing で き る. (1) 80 microns in diameter, velocity of 4 m/s の Droplet と の conflict に よ っ て tissue に raw じ る plastic - shaped の deep さ に cause す る Droplet high さ を も と に "Droplet Hardness "を definition し た. (2) イ ン ク ジ ェ ッ ト と high-speed カ メ ラ を group み close わ せ た ダ イ ナ ミ ッ ク ア ク テ ィ ブ セ ン シ ン グ シ ス テ ム を open 発 し, high-speed カ メ ラ に よ る 100000 Hz の pinch of shadow に よ り, droplet と like content の seaborne conflict ダ イ ナ ミ ク ス に つ い て 観 examine し た. Experimental results: よ よ,Droplet Hardness は like hard thing の さ seaborne と phase masato が あ る こ と が points か っ た. こ れ に base づ き, like plastic - shaped objects の seaborne が like in seaborne の ダ ン の パ elements exist に よ っ て illustrate で き る こ と を Ming ら か に し た. (3) シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を tong じ て, be 験 と with others に post-conflict の droplet に く ぼ み が で き る こ と, な ら び に The hard さに quasi じて confirms the <s:1> deformation of the object が, <s:1> る とを とを, とを and <s:1> た. The above <s:1> results によ によ,Droplet Hardnessが, organizational engineering に suitable 応で る る, る possibility を indicates た.

项目成果

SPH法による固液, 気液界面を有する液滴挙動のシミュレーション

使用 SPH 方法模拟固液和气液界面的液滴行为

• 发表时间: 2009
• 作者: 秋山直也;西尾直人;山口康隆;黒田孝二;中島但;大野浩平;藤村秀夫
• 通讯作者: 藤村秀夫

細胞の高速硬さ計測に向けて

迈向高速细胞刚度测量

• 发表时间: 2009
• 作者: 廣瀬優紀;飯塚龍;山西陽子;新井史人;新井健生;東森充;多田隈建二郎;金子真
• 通讯作者: 金子真

生体組織の新しい硬さ評価指標"Droplet Hardness"

生物组织新硬度评价指标“液滴硬度”

• 发表时间: 2009
• 期刊: 日本機械学会論文集(C編) vol.75, no.754
• 作者: 古川功太;西尾直人;秋山直也;山口康隆;東森充;金子真
• 通讯作者: 金子真