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TRANSPORTATION OF OBJECT OF MICRO-SIZE AND RETRIEVAL OF MECHANICAL WORK BY MEANS OF CONSTANT ELECTRIC FIELD

Foreign code F110003202
File No. I027P002WO
Posted date Jun 22, 2011
Country WIPO
International application number 2010JP052566
International publication number WO 2010/095724
Date of international filing Feb 19, 2010
Date of international publication Aug 26, 2010
Priority data
  • P2009-038446 (Feb 20, 2009) JP
Title TRANSPORTATION OF OBJECT OF MICRO-SIZE AND RETRIEVAL OF MECHANICAL WORK BY MEANS OF CONSTANT ELECTRIC FIELD
Abstract Provided is a technique, wherein, in a micro-size, an object can be moved at will without generating a current and transported to retrieve the mechanical work. As a result of earnest consideration, the inventors have found out that a dielectric body can be three-dimensionally transported at will simply by arranging two electrodes for generating an electric field in, for example, a dielectric body of a micro-size or the like in an insulation fluid such as oil, in such a manner that the central axes of the two electrodes are not on the same line, and applying an electric field (for example, constant electric field) thereto, thereby making it possible to retrieve the mechanical work, and have solved the problem.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】誘電体を輸送するか、または力学的仕事を取り出す方法であって、
 A)電場を発生させる2つの電極を、該2つの電極の中心軸が同一直線上にならないように配置し、絶縁性流体中で該誘電体に該電場をかける工程を包含する、方法。

【請求項2】前記誘電体は、マイクロサイズであり、該マイクロサイズは、数nm~1000μmの範囲にある、請求項1に記載の方法。

【請求項3】前記マイクロサイズは、1μm~100μmの範囲のものである、請求項2に記載の方法。

【請求項4】前記誘電体は、静電場を加えたときに誘電分極を生じるが電流を生じない物質であり、さらに静電気の帯電性がある物質である、請求項1に記載の方法。

【請求項5】前記誘電体は、水滴、ポリマー性物質およびガラスビーズからなる群より選択される、請求項1に記載の方法。

【請求項6】前記水滴は、界面活性剤を用いて生成される、請求項5に記載の方法。

【請求項7】前記界面活性剤は、ジオレオイル・ホスファチジルコリン(DOPC)、ジオレオイル・ホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、ジオレオイル・ホスファチジルセリン(DOPS)、eggPC、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド(STAC)、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド(STAB)、ソディウムドデシルサルフェイト(SDS)、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライドおよびペンタエチレングリコールドデシルエーテルを用いて生成される、請求項5に記載の方法。

【請求項8】前記絶縁性流体は、不揮発性で、導電性がなく、常温常圧化で流動性のある物質であり、前記マイクロサイズの誘電体との比重が±50%以内のものである、請求項1に記載の方法。

【請求項9】前記絶縁性流体は、ミネラルオイル(鉱油)、流動パラフィン、アルカンおよびシリコンオイルからなる群より選択される、請求項1に記載の方法。

【請求項10】前記電場は、定電場である、請求項1に記載の方法。

【請求項11】前記電場は、1V~1000Vの範囲のものである、請求項1に記載の方法。

【請求項12】前記電場を発生させる陽極と陰極とは、それらの中心軸が平行でないように配置される、請求項1に記載の方法。

【請求項13】前記電極は、先端が鋭利な角錐形・円錐形または角柱形・円柱形という形状を有し、導電性があるという材質を有する、請求項12に記載の方法。

【請求項14】前記電極は、タングステン、タングステンカーバイド、金、白金、銀、銅、鉄およびアルミニウムからなる群より選択されるなどの導電性物質からなる群より選択される、請求項12に記載の方法。

【請求項15】 前記電場は、陽極・陰極の少なくとも2つの電極のセットによって発生され、該少なくとも2つの電極のセットの方向は、少なくとも2つが互いに異なる方向であり、前記電場および該電場を発生するための電極の空間的配置を制御することによって、運動のルートまたはモードを変更する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。

【請求項16】前記制御は、3次元それぞれの座標を1μm単位で操作可能なマイクロマニュピレーターを用い、それぞれの座標を操作し電極を所望の位置へ動かすか、手もしくはピンセットでの操作によって実現される、請求項15に記載の方法。

【請求項17】前記誘電体を前記の電極の空間的制御及び印加電圧の強さの制御により、間接的に制御することによって該誘電体を輸送する工程、をさらに包含する、請求項1に記載の方法。

【請求項18】さらにマイクロタービンを、前記誘電体が運動しうる空間に配置し、該誘電体の運動によって運動するマイクロタービンから仕事を取り出すことを特徴とし、該マイクロタービンは、回転軸と羽の部分があり、羽が回転軸の周りに回転できるものである、請求項1に記載の方法。

【請求項19】前記誘電体が複数存在し、該複数の誘電体の集団運動をさせることによって、モーターの働きをさせることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

【請求項20】ポリマーの力学的コントロール、薬剤の液滴輸送、化学反応、薬剤調合、バイオ試料の非接触輸送またはマイクロ流路において用いられる、請求項1に記載の方法。

【請求項21】誘電体を輸送する装置であって
 A)該誘電体を受け入れるための絶縁性流体;および
 B)該絶縁性流体中に存在する、2つの電極を含む電場をかける手段であって、該2つの電極の中心軸が同一直線上にならないように配置される、手段
を備える、
装置。

【請求項22】力学的仕事を取り出す装置であって
 A)絶縁性流体;
 B)該絶縁性流体中に配置された誘電体;
 C)該絶縁性流体中に存在する、2つの電極を含む電場をかける手段であって、該2つの電極の中心軸が同一直線上にならないように配置される、手段;および
 D)該誘電体から力学的仕事を取り出す手段を備える、
装置。

【請求項23】前記誘電体は、マイクロサイズであり、該マイクロサイズは、数nm~1000μmの範囲にある、請求項21または22に記載の装置。

【請求項24】前記マイクロサイズは、1μm~100μmの範囲のものである、請求項23に記載の装置。

【請求項25】前記誘電体は、静電場を加えたときに誘電分極を生じるが電流を生じない物質であり、さらに静電気の帯電性がある物質である、請求項21または22に記載の装置。

【請求項26】前記誘電体は、水滴、ポリマー性物質およびガラスビーズからなる群より選択される、請求項21または22に記載の装置。

【請求項27】前記水滴は、界面活性剤を用いて生成される、請求項26に記載の装置。

【請求項28】前記界面活性剤は、ジオレオイル・ホスファチジルコリン(DOPC)、ジオレオイル・ホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、ジオレオイル・ホスファチジルセリン(DOPS)、eggPC、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド(STAC)、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド(STAB)、ソディウムドデシルサルフェイト(SDS)、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライドおよびペンタエチレングリコールドデシルエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの物質を用いて生成される、請求項26に記載の装置。

【請求項29】前記絶縁性流体は、不揮発性で、導電性がなく、常温常圧下で流動性のある物質であり、前記マイクロサイズの誘電体との比重が±50%以内のものである、請求項21または22に記載の装置。

【請求項30】前記絶縁性流体は、ミネラルオイル(鉱油)、流動パラフィン、アルカンおよびシリコンオイルからなる群より選択される、請求項21または22に記載の装置。

【請求項31】前記電場は、定電場である、請求項21または22に記載の装置。

【請求項32】前記電場は、1V~1000Vの範囲のものである、請求項21または22に記載の装置。

【請求項33】前記電場を発生させる陽極および陰極は、それらの中心軸が平行でないように配置される、請求項21または22に記載の装置。

【請求項34】前記電極は、先端が鋭利な角錐形・円錐形または角柱形・円柱形という形状を有し、導電性があるという材質を有する、請求項33に記載の装置。

【請求項35】前記電極は、タングステン、タングステンカーバイド、金、白金、銀、銅、鉄およびアルミニウムからなる群より選択される導電性物質である、請求項32に記載の装置。

【請求項36】 前記電場をかける手段は、陽極・陰極の少なくとも2つの電極のセットであり、該少なくとも2つの電極のセットの方向は、少なくとも2つが互いに異なる方向に配置される、請求項21または22に記載の装置。

【請求項37】3次元それぞれの座標を1μm単位で操作可能なマイクロマニュピレーターをさらに備え、該マイクロマニュピレーターは、それぞれの座標を操作し電極を所望の位置へ動かすものであり、あるいは、ピンセットをさらに備える、請求項36に記載の装置。

【請求項38】前記誘電体を前記の電極の空間的制御及び印加電圧の強さの制御により、間接的に制御することによって該誘電体を輸送するための手段、をさらに備える、請求項21または22に記載の装置。

【請求項39】さらにマイクロタービンを備える、請求項22に記載の装置。

【請求項40】前記誘電体が複数存在し、該複数の誘電体の集団運動をさせることによって、モーターの働きをさせることを特徴とする、請求項22に記載の装置。

【請求項41】ポリマーの力学的コントロール、薬剤の液滴輸送、化学反応、薬剤調合、バイオ試料の非接触輸送、マイクロ流路において使用するための請求項21または22に記載の装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Japan Science and Technology Agency
  • Inventor
  • YOSHIKAWA Kenichi
  • TAKINOUE Masahiro
  • ATSUMI Yu
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CL(UTILITY MODEL),CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM,DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN(UTILITY MODEL),HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PE(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TH(PETTY PATENT),TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.

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