光電気流体工学

光電気流体工学は、光誘起電気流体力学とも呼ばれ、粒子や分子の運動と、光誘起電場および周囲の流体との相互作用を研究する分野です。

この概念には、光エネルギーと電気エネルギーの組み合わせ、または光電気エネルギーの伝達によって誘発される 電熱渦、電気泳動、誘電泳動、および電気浸透が含まれます。

1995 年には、電界に照射された強力な IR (赤外線) レーザーによって誘起される電熱渦が、微粒子や分子の濃縮に利用されました。2000 年には、 ITO (インジウムスズ酸化物) 電極に投影された UV (紫外線) パターンがコロイド粒子のパターン形成に応用されました。ITO 電極を UV 光で照射すると、ITO/水界面で電子正孔対が生成され、電流がわずかに増加します。2005 年には、光伝導性材料を使用して部分的に照射された領域の電気抵抗の光学的減少を利用して電界を誘導する光電子ピンセット (OET) が報告されました。その後、以下のようにさまざまな観点から多くの研究が行われてきました。

1. DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)ベースの光電子ピンセット(OET)：PY Chiou, et al., Nature 436, pp. 370-372 (2005)
2.プロジェクターベースの画像誘電泳動(iDEP)：Y.-s. Lu, et al., Opt. Quant. Elec. 37, pp. 1385-1395 (2006)
3. LCD(液晶ディスプレイ)ベースのLab-on-a-Display(LOD)：W. Choi, et al., Microfluid. Nanofluid. 3, pp. 217-225 (2007)
4. レンズ一体型LCDベースシステム：H. Hwang, et al., Electrophoresis 29, pp. 1203-1212 (2008)

1. インタラクティブおよび顕微鏡統合システム: H. Hwang 他著、Electrophoresis 29、pp. 1203-1212 (2008)
2. 二重光導電層: H. Hwang 他著、Appl. Phys. Lett. 92、pp. 024108 (2008)
3. 浮遊電極 OET: S. Park 他著、Appl. Phys. Lett. 92、pp. 151101 (2008) 4.エレクトロウェッティング
デバイス との統合: GJ Shah 他著、Lab Chip doi :10.1039/b821508a (2009) 5. 光電気流体蛍光顕微鏡法: H. Hwang および J.-K. Park、Anal. Chem. doi :10.1021/ac901047v (2009) 翻訳

1. 培養細胞: AT Ohta, et al., IEEE J. Sel. Top. Quant. Elec. 13, pp. 237-240 (2007)
2. DNA  : M. Hoeb, et al., Biophys. J. 93, pp. 1032-1038 (2007)
3.血液細胞 : H. Hwang, et al., Electrophoresis 29, pp. 1203-1212 (2008)
4. 半導体ナノワイヤ: A. Jamshidi, et al., Nat. Photon. 2, pp. 86-89 (2008)
5. 遊泳細菌 : W. Choi, et al., Appl. Phys. Lett. 93、pp. 143901 (2008)
6.卵母細胞 ：H. Hwang、et al.、Biomicrofluidics 3、pp. 014103 (2009)
7.多糖類、タンパク質、蛍光体 ：H. HwangおよびJ.-K. Park、Anal. Chem. doi :10.1021/ac901047v (2009)

1. 誘電泳動 (DEP) : 上記の研究のほとんど。
2. AC電気浸透(ACEO) : P.-Y. Chiou 他著、J. Microelectromech. Syst. 17、pp. 525-531 (2008)
3. 電気配向 :W. Choi 他著、Appl. Phys. Lett. 93、pp. 143901 (2008)
4. 電熱流 : A. Mizuno 他著、IEEE Trans. Ind. Appl. 31、pp. 464-468 (1995)、SJ Williams、A. Kumar、ST Wereley、Lab Chip 8、pp. 1879-1882 (2008)
5. AC電気運動学の組み合わせ：H. Hwang、J.-K. Park、Lab Chip 9、pp. 199-206 (2009)、H. Hwang、J.-K. Park、Anal. Chem. doi :10.1021/ac901047v (2009)

6. 光誘起電気流体力学的不安定性 (OEHI): Feifei Wang、Haibo Yu、Wenfeng Liang、Lianqing Liu、John D. Mai、Gwo-Bin Lee、Wen Jung Li、Microfluidics and Nanofluidics、第 16 巻、第 6 号、pp. 1097–1106

1. 表面-粒子相互作用：H. Hwang, et al., Appl. Phys. Lett. 92, pp. 024108 (2008)
2. 粒子-粒子相互作用：H. Hwang, et al. , J. Phys. Chem. B 32 , pp. 9903–9908 (2008) doi :10.1021/jp803596r

1. マイクロレンズアレイの製造: J.-Y. Huang、Y.-S. Lu、JA Teh、「Opt. Express 14」、pp. 10779-10784 (2006)
2. 微粒子分離: H. Hwang、J.-K. Park、「Lab Chip 9」、pp. 199-206 (2009)
3. 体外受精: H. Hwang 他、「Biomicrofluidics 3」、pp. 014103 (2009)
4. エレクトロポレーション: JK Valley 他、「Lab Chip doi :10.1039/b821678a (2009) 5. 局所化学物質濃度制御: H. Hwang 他、「Anal. Chem. doi :10.1021/ac901047v (2009) 6. コロイド集合体: H. Hwang、Y.-H. Park、J.-K. Park、Langmuir 25、pp. 6010-6014 (2009)

1. Ming C. Wu のグループ: 統合フォトニクス研究所、カリフォルニア大学
バークレー校、米国カリフォルニア州 2. Je-Kyun Park のグループ: ナノバイオテクノロジー研究所、韓国
3. PY Chiou のグループ: 光電子バイオフルイディクス研究所、カリフォルニア大学ロサンゼルス校、米国カリフォルニア州
4. Steve Wereleyのグループ: マイクロフルイディクス研究所、パデュー大学、米国インディアナ州
5. Aloke Kumar のグループ: Kumar バイオマイクロフルイディクス研究所
6. Stuart William のグループ: [1]
7. Han-Sheng Chuang のグループ: [2]