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Development of noncontact droplet manipulation method by photochromic interfacial flow

光致变色界面流非接触液滴操控方法的发展

基本信息

批准号：
17J08117
负责人：
武藤真和
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成30年度は，液滴駆動が2種類の駆動因子 (ラプラス圧と濃度差マランゴニ対流) を有しており，その支配因子が液滴サイズにより異なることを実験により示した．また，昨年度の実験で不明瞭だった，異性化分子の混合が液滴駆動の減速に与える影響については，数値計算により立証された．以下に，実験の経緯を記す．ガラス管内のμL液滴の操作において，液滴前方のガラス管壁面に張られた厚さ数ミクロンの薄膜に内部流動が生じることをPIV計測法により確認した．そこで，液滴を遮光板で隠し，実験開始時に薄膜のみに紫外光を照射する実験を試みた．その結果，固定された遮光板からメニスカスが露出した直後，液滴の駆動速度が急激に上昇した．ここで液滴駆動は，メニスカスの露出以前で等速直線運動を，露出後で減速運動（ラプラス圧に依る運動）をそれぞれ示した．そこで，等速直線運動時の駆動メカニズムを解明するため，接触線近傍に作用する駆動力を記述する式の構築を試みた．結果として，等速直線運動時の液滴駆動速度は異性化分子の濃度勾配と動的接触角の正接の積が一定となる条件が必要なことが判明した．よって，ラプラス圧とは異なるもう１つの駆動因子の存在が示唆され，本研究ではこの駆動因子を（メニスカス側から薄膜側へ移動した異性化分子の濃度勾配により誘起する）濃度差マランゴニ対流であると結論づけた．また，従来の１/５倍の直径を有するガラス管を用いてnL液滴を操作した結果，薄膜の厚さにより駆動方向と速度が変化することから，薄膜内部流（濃度差マランゴニ対流）を駆動源としていることが示唆された．以上より，本操作法が2種類の駆動因子を使い分けることで幅広いサイズの液滴に適応可能な操作法であることを示した．

In the year 30 of Pingcheng, the droplet movement factors (such as droplet dynamics) are affected, and the dominating factors are the droplets, the droplets, the droplets. In the following, the operation of μ L droplets in the tube is measured, the wall of the droplet is measured in front of the droplet, the thickness of the wall is measured, the internal flow of the thin film is measured, the PIV measurement method is used to confirm the temperature, and the droplet shade panel is sensitive. At the beginning of the experiment, the thin film ultraviolet radiation test was carried out. The results show that after the temperature of the fixed sunshade plate is exposed, the speed of the droplet is excited. The speed of the droplet goes up. The speed of the droplet, the motion of the previous constant speed line, and the speed of the post-flight are exposed. A description of the dynamic test of the contact line near the contact line. The results show that the speed of the droplet under constant speed and direct motion is highly dependent on the molecular degree of the contact angle, and it is necessary to determine the contact angle of the motion under certain conditions. In this study, we use nL droplets to determine the temperature difference between the two groups. In this study, we use nL droplets to determine the accuracy of the operation. The thickness of the film, the direction of motion, the speed, the speed, the temperature, the speed, the speed