液体・気体の粘度を単一デバイスで測定する手法を開発―健康モニタリングやヘルスチェックへの応用視野に：物質・材料研究機構
(2021年6月14日発表)
（国）物質・材料研究機構は6月14日、粘度が桁違いに異なる液体と気体の粘度を単一のデバイスで測定できる手法を開発したと発表した。粘度の測定結果から流体物質を識別できるため、呼気や血液などの生体試料を新手法で測定すれば健康モニタリングやヘルスチェックなどへの応用が期待されるという。
液体・気体を問わず流体物質にはそれぞれ物質固有の粘度があり、粘度は流体物質を特徴付けるパラメータになっている。
従って、流体を扱う産業における粘度測定の重要性は高く、液体の粘度については各種粘度計が標準化され、標準的な手法として使われている。液体に比べると粘度が極めて小さい気体についても、まだ研究レベルではあるが、多様な手法が提案されている。
ただ、液体と気体の両者をカバーする計測法はこれまでない。
研究グループは、微小な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が、流体粘度と相関していることに着目し、この変形が液体・気体を問わずに生じることを実証、粘度に比例して流路壁が膨らむという、粘度と壁変形の相関に基づく計測手法を開発した。
ポリジメチルシロキサン（PDMS）という柔軟な材料を用いてマイクロ流路を作製し、流路の変形測定には市販のひずみゲージを埋め込んだ。ゲージの配置場所を工夫することにより高い測定感度を実現した。開発したデバイスの構造はきわめて単純だが、気・液流体の粘度をリアルタイムで測定できるという。
研究グループは今後、需要の高まる生体試料の分析・識別を視野に入れ、呼気を含む各種生体ガス、唾液、尿、血液などの粘度測定に取り組み、健康モニタリングやヘルスチェックなどへと展開していきたいとしている。
