液体と気体の粘度を一つの手法で測定する技術を開発――生体試料に基づく健康モニタリングなどへ展開 NIMSと米ハーバード大

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物質・材料研究機構(NIMS)は2021年6月14日、米ハーバード大学と共同で、液体および気体のいずれの流体でも単一のデバイスで粘度を測定できる技術を開発したと発表した。

粘度はすべての流体を特徴づけるパラメーターであり、流体を取り扱う分野や産業において、その計測技術は非常に重要だ。液体の粘度は従来から各種の粘度計を用いて測定されている。また気体の粘度測定に関しては、研究レベルではあるがさまざまな手法が提案されている。しかし、液体と気体の粘度を一つの手法で測定する技術は確立されていなかった。

今回NIMSらは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)という柔軟な材料で作製した微小な流路(マイクロ流路)を流体が通過する際に生じる流路壁の変形(膨らみ)と流体粘度に相関があることに着目。市販の流路変形測定用ひずみゲージを流路上に埋め込んで流路変形を測定することで、液体、気体に関わらず流体の粘度が測定可能であることを実証した。ひずみゲージの配置場所を工夫することで測定感度を高める工夫も施した。

NIMSでは今後、1台の小型デバイスを用いた呼気や血液などの生体試料に基づく健康モニタリングなどへ展開を進めていく予定だ。また今回開発した技術を活用し、気体と液体が共存する状態やその遷移過程に関する基礎科学的な知見獲得も目指す。

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