マイクロジェットの基礎、高粘度液滴・流体の高速吐出技術とその応用

現在、マイクロ液滴およびマイクロジェットは印刷・加工技術をはじめ様々な用途で利用されています。しかし既存の主なマイクロ液滴吐出技術では、水の20倍以上の高粘度の液滴を簡易に吐出することは容易ではなく、新しい応用展開への大きな制約となってきました。 　本セミナーでは、この制約を突破できる二つの新技術について、開発者の立場からわかりやすく紹介します。 　一つは簡易な装置で水の10,000倍の粘度をもつマイクロ液滴吐出が可能となる、高粘度液滴吐出技術です。これは現在のインクジェット印刷技術に比して粘度は500倍以上であり、高粘度液体を用いた次世代新規技術として期待されています。 　もう一つは最高速度850 m/s かつ直径数μmの超音速マイクロジェット吐出技術です。この速度は従来技術の100倍以上であり、マイクロデバイスにおける加工・洗浄や無針注射への応用が期待されています。 　本講演はマイクロジェットの新しい吐出技術およびその利用に興味のある方を対象に、講演者の専門である流体力学的の理論的解説を専門外の方にもわかりやすく、丁寧に紹介していきます。質問は随時受け付け、参加者の疑問にできる限りお答します。

1. はじめに
   1. マイクロ液滴の利用
   2. マイクロジェットの利用
   3. まとめ
2. 高粘度液滴吐出技術
   1. 液滴吐出装置の現状
   2. 高粘度液滴吐出新技術の特長
      1. 高粘度マイクロジェット
      2. 高速マイクロジェット
      3. 先細形状 (液滴射出口より小さい液滴の吐出法)
   3. 高粘度液滴吐出新技術内容
      1. 技術概要
      2. 理論背景
         1. 流体の運動方程式
         2. 撃力と粘性
      3. 実験結果
         1. 各パラメータ依存性
         2. 数値計算結果
   4. 試作機の例
      1. 紙面への塗布
      2. 多方向への吐出
   5. 高粘度液滴利用に関する次世代技術展望
   6. まとめ
3. 超音速マイクロジェット吐出技術
   1. 特徴・性質
   2. 基礎的メカニズム
   3. 装置構成
   4. 実験結果
      1. 連続画像計測結果:マイクロジェット生成過程
      2. 非接触圧力計測結果
      3. 各パラメータ依存性
      4. 数値計算結果
   5. 次世代技術への応用:無針注射器の開発
      1. 針つき注射器の現状
      2. 針の無い注射器の利点
      3. 無針注射器への実証実験結果
         1. 軟質材料への貫入実験結果
         2. 人工皮膚への貫入実験結果
      4. 無針注射器の展望
   6. まとめ
• 質疑応答