Micro/nanoscale thermofluidics research group

小さなスケールほど物性の影響が顕在化する特性を利用して，光や電場などの外場を用いて電気/熱物性の分布を制御することで発生する，物性勾配を駆動力とした熱流動現象について研究しています．

• 光を用いた気泡/液滴の非接触マニピュレーション
• 電気物性勾配を利用した表面反応促進に関する研究
• 光・電気を駆使した新規物質輸送技術の開発
• 光放射圧を用いた粒子ソーティング

近年，微細加工技術を用いたLab on a Chip，あるいはmicroTASと呼ばれる，超小型熱流体機器が盛んに開発されています．本研究室では，Point-of-Care (POC)，あるいは in situ 検出を目的とした，医療診断や環境分析用のマイクロデバイスの開発を行っています．

• マイクロ・ナノ粒子の高度濃縮
• ナノ粒子検出用マイクロデバイスの開発
• がんの超早期発見のための血中循環がん細胞 (circulating tumor cells: CTC) の分離デバイスの開発
• マイクロフローサイトメーターの開発

治療や医療デバイスの有効性の評価や，診断や治療の指針として，熱流体工学からの知見を役立てるための研究を本研究室では行っています．主にセンシングの視点からのアプローチで，基礎病理から医療現場までの幅広い応用を目指しています．

• 脳動脈瘤モデル内の3次元血流解析
• 脳血管治療におけるフローダイバーター留置の影響評価
• 動脈硬化の要因解明のための白血球のローリング挙動の計測
• 新ナノ材料を用いた温熱治療のための細胞内外温度環境の測定法の開発

本研究室では，これまでに計測することができなかったような現象の定量化を目的とした，新規熱流動センシング手法の開発を行っています．

• 全自動3次元流速場測定システムの開発
• 微小領域における流体温度場計測手法の開発
• 単視野3Dマイクロ流速計測
• 微小粒子および細胞の並進・回転運動の計測手法の開発

10²〜10³オーダーの比較的低いRe数域における，はく離流れや噴流などをアクチュエーターを用いて高度に制御流動する手法の開発を行っています．

• プラズマアクチュエーターの時空間構造
• 低Re数はく離流れの高度制御

• フォトサーマル効果による液体マニピュレーション
• パッシブ/アクティブ複合デバイスを用いた流れ/熱伝達制御
• 蛍光寿命を用いた温度計測