マイクロ・ナノ流体デバイスのための微量液滴操作、制御技術

第一部 表面張力効果を用いたマイクロチャンネル内での対流制御

(2015年5月22日 10:00〜12:00)

1. マイクロチャンネルについて
   1. マイクロチャンネルとその使用例
2. 流れ現象の理解の基礎
   1. 流れを理解するための基礎式とその直感的解釈法
   2. 数値シミュレーション技術の紹介
   3. 温度勾配および濃度勾配の及ぼす影響
3. 表面張力が駆動する流れ
   1. 表面張力とその測定法
   2. マランゴニ対流 (表面張力差対流) について
   3. 温度勾配および濃度勾配に起因するマランゴニ対流
4. 温度および濃度の勾配が引き起こす対流現象の研究事例
   1. 液滴の表面流の例
   2. 気泡周りの流れの例
   3. 混合現象への応用事例
• 質疑応答

第二部 ぬれ性勾配の形成と微量液滴輸送への応用

(2015年5月22日 12:45〜14:45)

• 基板表面のぬれ性を親水性－疎水性へと連続的に変化させることで、微小液滴が自発的に運動する現象の基礎と工業的応用例について解説します。

1. ぬれ性・ぬれ広がり・はじき現象の基礎
   1. 接触角と表面張力の定義と特徴
   2. 表面自由エネルギーとぬれ性
   3. 表面張力とぬれ性・ぬれ広がり現象の関係
2. ぬれ性勾配形成に影響する諸因子
   1. 表面官能基とぬれ性の関係
   2. 表面ラフネスとぬれ性の関係
   3. ぬれのヒステリシス (前進/後退接触角) と液滴移動
3. ぬれ性勾配の形成方法
   1. 化学的方法 (シランカップリング処理とチオール処理)
   2. 表面へのぬれ性パターン付与方法
   3. 光駆動型ぬれ性勾配形成方法
   4. ぬれ性勾配と温度差マランゴニ効果
   5. エレクトロウェッティング/ディウェッチング
   6. ぬれ性勾配による液滴移動の工業的応用例
• 質疑応答

第三部 自己組織化による超親水/撥水複合表面の形成と液滴操作

(2015年5月22日 15:00〜17:00)

生物表面に見られる超撥水性を、自己組織化プロセスによる作製法を解説する。作製した吸着性を制御可能な超撥水表面を用いた微量液体操作について説明する。

1. 生物模倣と超撥水表面
   1. 生物模倣材料
   2. 生物の機能表面
   3. 表面濡れ特性
   4. 生物の液体操作
   5. 超撥水性と超親水性
2. 微細構造の自己組織化による作製
   1. 自己組織化ハニカム状多孔質膜
   2. ハニカム膜の濡れ性
   3. 濡れの温度応答性を利用した構造作製
   4. 自己組織化を利用した吸着性を制御可能な超撥水表面の作製
3. 超撥水表面を用いた液体操作
   1. 超撥水表面間での微量液滴輸送
   2. 吸着性の刺激応答による液滴吸着制御
   3. 吸着性の勾配による液量センサー
   4. 吸着性と重力を利用した液量センサー
   5. 電気反応を利用した液滴吸着制御
4. 水を操作可能な機能性表面の今後
• 質疑応答