2024.08.05
第30回生体医歯工学公開セミナー （第1回マイクロフルイディクス研究セミナー）8/8
2024年4月に東京工業大学未来産業技術研究所に新たに設置されたマイクロフルイディクス研究コアを中心として，第30回生体医歯工学公開セミナー（第1回マイクロフルイディクス研究セミナー）を企画し，8月8日にB2棟424号室において開催いたしました。今回は，「マイクロ・ナノファブリケーションの最前線」と題し，マイクロフルイディクス研究コアの金俊完教授には，生化学，医療，創薬での送液を目的とした電界共役流体を応用したマイクロシリンジポンプに関連し，また，英国ケンブリッジ大学Michael De Volder教授には，カーボンナノチューブなどのナノマテリアルを単分散の球体に大規模に制御された形態で構造化するマイクロ液滴生成デバイスに関連し，最先端のマイクロ・ナノファブリケーション技術についてご講演いただきました．それぞれのご講演では，活発な質疑応答が行われました。
開催日時： 2024年8月8日（木）15:30～17:30
開催場所： 東京工業大学すずかけ台キャンパス B2棟424号室（ハイブリッド開催）
参加人数： 38名（オンサイト21名，オンライン17名）
プログラム：
| 15:30～16:40 | 金 俊完 教授（東京工業大学 未来産業技術研究所 マイクロフルイディクス研究コア） |
|---|---|
| 「MEMS技術を用いた電界共役流体（ECF）駆動形マイクロシリンジポンプ」 講演の言語：日本語 |
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| 生化学，医療，創薬での送液を目的に，直流高電圧を印加することで活発な流れが発生するECF効果を用いたマイクロシリンジポンプを開発している．MEMS技術を用いることで，このポンプをチップサイズに実現できる．三角柱ースリット形電極対を発展させ，両方向にポンピングを可能にしている。最初に，バルブ要素としてノズルディフューザ形流路を用いたシリンジポンプが試作され，そのポンピング特性を実験的に明らかにしている．さらに，ECFポンプの圧力で動くアクティブバルブを統合したECF駆動形マイクロシリンジポンプを実現し，その有効性を明確にしている． |
| 16:40～17:30 | Professor Michael De Volder（英国ケンブリッジ大学） |
|---|---|
| 「Microfluidic droplet generators for structuring nanomaterials in monodisperse spheres」 講演の言語：英語 |
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| Carbon nanotubes (CNTs) and other nanoparticles show promising properties to energy storage, catalysis, water filtration and photonic applications. However, this requires to structure these nanomaterials into well controlled morphologies at large scale, which is a great technologic challenge. Microfluidic droplet generators offer a new opportunity to use emulsion templating as a method to organise nanomaterials into mono-disperse controlled microspheres. As an example, I will discuss how microfluidics can be used for fabricating CNT-based water filters. CNTs show promise in transforming water treatment due to their high sorption capacity and rapid kinetics for various pollutants.
Traditional CNT filters, which use dispersed CNTs or CNT buckypaper, face issues with recovery, safety, and efficiency-tradeoffs. This talk will explain how microfluidic emulsification can be used to assemble CNTs into porous microspheres, and pack these into microfluidic column filters. These microcolumns offer high filtration efficiency and superior permeability, significantly exceeding the performance of CNT buckypaper and doubling the specific permeability of activated carbon at comparable flow rates. Additionally, I will provide an outlook of how this process can be used for other nanomaterial-based devices. |
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