(57)【要約】      （修正有）【課題】順方向の流れの他、逆方向の流れが不可避的に生ずる液体の逆方向の流れを抑制する。【解決手段】液体を搬送するための流路と、前記流路内に設けられた導電性部材と、該導電性部材に電界を与える電極とを備え、前記電界により前記導電性部材のまわりに発生する電気浸透流によって前記液体に駆動力を付与して液体を搬送する液体駆動装置であって、前記導電性部材を基準として発生する、前記流路内の順方向への液体の流れと、逆方向への液体の流れの内、前記逆方向への流れを抑制する抑制部材が前記導電性部材の近傍に設けられている液体駆動装置。【選択図】図１
2010273526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を搬送するための流路と、前記流路内に設けられた導電性部材と、該導電性部材に電界を与える電極とを備え、前記電界により前記導電性部材のまわりに発生する電気浸透流によって前記液体に駆動力を付与して液体を搬送する液体駆動装置であって、前記導電性部材を基準として発生する、前記流路内の順方向への液体の流れと、逆方向への液体の流れの内、前記逆方向への流れを抑制する抑制部材が前記導電性部材の近傍に設けられていることを特徴とする液体駆動装置。
【請求項２】
前記導電性部材及び前記抑制部材は、それぞれの重心が互いにずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体駆動装置。
【請求項３】
前記流路の幅をｗ、前記導電性部材と前記抑制部材と間隙の幅をδ、前記導電性部材の厚みを２ｃとすると、（δ／ｗ）（ｃ／ｗ）＜０．０３を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の液体駆動装置。
【請求項４】
前記抑制部材は、前記導電性部材に比べて大きさが小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の液体駆動装置。
【請求項５】
前記液体の流れの順方向において、前記抑制部材の長さが前記導電性部材の長さよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の液体駆動装置。
【請求項６】
一対の前記抑制部材が、前記導電性部材を挟む様に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の液体駆動装置。
【請求項７】
前記液体の流れの順方向に対面する前記導電性部材の先端部が曲面または鋭角を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載の液体駆動装置。
【請求項８】
前記抑制部材の近傍には、さらに前記抑制部材よりも小さい別の抑制部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の液体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体駆動装置に関し、具体的にはポンプ装置等に適用可能な、誘起電荷電気浸透を用いた液体駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気浸透を用いるマイクロポンプは、可動部がなく構造が比較的簡単である、微小流路内への実装が容易等の理由でμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の分野で使用されている。
【０００３】
近年、誘起電荷電気浸透（Ｉｎｄｕｃｅｄ−Ｃｈａｒｇｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）を用いたマイクロポンプが、液体の流速を大きくでき、また電極と液体の間に生ずる化学反応をＡＣ駆動可能により抑制できる等の理由から着目されている。
【０００４】
また、特許文献１及び非特許文献１には、誘起電荷電気浸透を用いたポンプであって、（１）電極間においたメタルポストの半分に誘電体薄膜のコートを施すことで、電界によりメタルポスト中に誘起される電荷の領域を制御して、液体の流れを制御したポンプ（ハーフコート型ＩＣＥＯポンプ）、（２）電極間に三角形状など非対称形状のメタルポストを配置して液体の流れを一定方向に制御したポンプ（非対称金属ポスト形状型ＩＣＥＯポンプ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ  ７０８１１８９  Ｂ２
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍ．Ｚ．Ｂａｚａｎｔ  ａｎｄ  Ｔ．Ｍ．Ｓｑｕｉｒｅｓ，Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｌｅｔｔ．９２，０６６１０１（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１及び非特許文献１に記載された（１）ハーフコート型ＩＣＥＯポンプは、メタルポストを部分的に覆う誘電体膜の形成が必要であり、製造工程の増加、マスク枚数の増加等が生ずる。そのため、低コストで性能の優れた装置を提供するという観点からは別のアプローチも要望されている。
【０００８】
上記（２）の非対称金属ポスト形状型ＩＣＥＯポンプは、メタルポストの形状を工夫して、液体の流れを全体として一定方向とするものであるが、単に形状の工夫だけでは、順方向の流れの他、逆方向の流れが不可避的に生ずる。そして、逆方向の流れを抑制できれば、ポンプから送り出される液体の流速の更なる増大が望まれる。
【０００９】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、液体の順方向への流れに対して、導電性部材の形状によらずに不可避的に生ずる液体の逆方向の流れを抑制することができる液体駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明により提供される液体駆動装置は、液体を搬送するための流路と、前記流路内に設けられた導電性部材と、該導電性部材に電界を与える電極とを備え、前記電界により前記導電性部材のまわりに発生する電気浸透流によって前記液体に駆動力を付与して液体を搬送する液体駆動装置であって、前記導電性部材を基準として発生する、前記流路内の順方向への液体の流れと、逆方向への液体の流れの内、前記逆方向への流れを抑制する抑制部材が前記導電性部材の近傍に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体の順方向への流れに対して、導電性部材の形状によらずに不可避的に生ずる液体の逆方向の流れ（リバースフロー）を抑制することができる液体駆動装置を提供することができる。これにより順方向への液体の搬送をより大きな速度で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の液体駆動装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】本発明の液体駆動装置により駆動される液体の流れを説明する説明図である。
【図３】本発明の液体駆動装置により駆動される液体の平均流速Ｕｐと流路幅ｗ等との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の液体駆動装置の他の構成例を示す模式図である。
【図５】本発明の液体駆動装置の他の構成例を示す模式図である。
【図６】本発明の液体駆動装置の他の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の液体駆動装置の他の構成例を示す模式図である。
【図８】本発明の液体駆動装置の他の構成例を示す模式図である。
【図９】本発明の液体駆動装置により駆動される液体の平均流速と部材の世代番号Ｎとの依存性を示すグラフである。
【図１０】従来の液体駆動装置により駆動される液体の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の液体駆動装置について、図を参照して説明する。
本発明に係る液体駆動装置は、液体を搬送するための流路と、前記流路内に設けられた導電性部材と、該導電性部材に電界を与える電極とを備え、前記電界により前記導電性部材のまわりに発生する電気浸透流によって前記液体に駆動力を付与して液体を搬送する液体駆動装置であって、前記導電性部材を基準として発生する、前記流路内の順方向への液体の流れと、逆方向への液体の流れの内、前記逆方向への流れを抑制する抑制部材が前記導電性部材の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
図１は、本発明の液体駆動装置の一構成例を示す模式図である。図１において、本発明の液体駆動装置は、液体１７を搬送するための流路１４と、前記流路１４内に設けられた導電性部材１１と、該導電性部材１１に電界を与える電極１０ａ，１０ｂとを備え、前記電界により前記導電性部材１１のまわりに発生する電気浸透流によって前記液体に駆動力を付与して液体を搬送する。
【００１５】
図１の液体駆動装置においては、電極１０ａ及び１０ｂ間に電圧を印加することで電界が生じ、この電界により導電性部材１１の表面に電荷が誘起される。誘起された電荷に液体１７中の帯電成分（陽イオン、負イオン等）が吸い寄せられて、所謂、電気二重層が形成され、電気二重層の周囲を帯電成分が移動して液体の流れが生ずる。この液体駆動装置は、導電性部材１１に誘起された電荷が結果的に液体に駆動力を付与し、液体の流れを生じさせる誘起電荷電気浸透を利用するものである。
【００１６】
図１において、液体の流れは、導電性部材１１のまわりに順方向の流れ１５（第一の方向への流れ）と、逆方向の流れ（順方向以外の方向の流れ・リバースフロー、第二の方向への流れ）１６とがあり、この逆方向の流れ１６を抑制する抑制部材１２ａ、１２ｂが導電性部材１１の近傍に、且つ導電性部材１１からずらせた位置に設けられている。
【００１７】
抑制部材１２ａ（１２ｂ）は、電荷を誘起する導電性部材１１の近傍で、該導電性部材からずらせた位置に液体の逆方向の流れ１６を抑制するために設けたことで、導電性部材の形状によらずに不可避的に生ずる逆方向の流れ（第二の方向への流れ）を抑制できる。これにより順方向への液体の搬送をより大きな速度で行うことが可能となる。
【００１８】
抑制部材１２ａ（１２ｂ）による逆方向の流れの抑制は、導電性部材１１と抑制部材１２ａ（１２ｂ）で挟持してできる狭い流路幅の流路による逆方向流量制限作用による。
導電性部材からずらせた位置とは、前記導電性部材及び前記抑制部材が、それぞれの重心が互いにずれた位置に設けられており、導電性部材の重心と、抑制部材の重心とが液体の流れる方向に関して一致せずに、互いにずれているという意味である。
【００１９】
ここで、導電性部材を基準として、逆方向の流れ（第二の方向への流れ）を効果的に抑制するためには、抑制部材は導電性部材に比べて大きさが小さいことが好適である。また、液体の流れの順方向（第一の方向）において、抑制部材の長さが導電性部材の長さよりも小さいことが好適である。抑制部材の長さは、導電性部材の長さの１／２程度とすることが好ましい。
【００２０】
また、流路１４内に設けられる導電性部材の数は、１つの流路に対して１つに限られるものではなく、複数とすることもでき、導電性部材の数に応じた数の抑制部材を配置することも可能である。
【００２１】
図１に示した例では、一対の抑制部材１２ａ、１２ｂは、１個の導電性部材１１を挟む様に配置されているが、抑制部材の個数と配置はこれに限られるものではなく、複数個の導電性部材に対して、一個の抑制部材を設ける場合や、３個以上の抑制部材を設ける場合でもよい。
【００２２】
導電性部材を構成する材料は、電界により電荷を誘起する材料が用いられ、金属（例えば、金、白金）の他、炭素や炭素系の材料等が挙げられる。しかしこの部材についても搬送する液体に対して安定な材料で構成するのが好適である。
【００２３】
抑制部材を構成する材料は、金、白金、炭素、炭素系導電体等の導電性材料の他、半導体材料、誘電体材料等から適宜選択できるが、搬送する液体に対して安定な材料で構成するのが好適である。
【００２４】
前記液体の流れの順方向に対面する前記導電性部材の先端部が曲面または鋭角を備えていることが好ましい。
前記抑制部材の近傍には、さらに前記抑制部材よりも小さい別の抑制部材が配置されていてもよい。
【００２５】
図１においては、導電性部材１１に電界を与える電極として対向する一対の電極１０ａ、１０ｂが設けられているが、導電性部材１１に電荷が効果的に誘起できる配置であれば、３個あるいは４個以上を配置することも可能である。電極を構成する材料としては、金属等からなる一般的な電極材料の他、金、白金、炭素、炭素系導電体等が挙げられる。また、図１では、ＡＣ（交流）電界を用いて駆動する例を示しているが、ＤＣ（直流）電界を用いることも可能である。
【００２６】
本発明において、流路１４は、μＴＡＳ等の分野で一般的に使用される材料で構成することができる。具体的には、搬送する液体に対して安定な材料で構成でき、そのような材料としては、ＳｉＯ２、Ｓｉ、フッ素樹脂、高分子樹脂等が挙げられる。
【００２７】
本発明において、流路１４内を搬送可能な液体は、基本的には、帯電成分を含有する極性分子を含むものであり、水や、各種電解質を含む溶液等が挙げられる。しかし、液体が帯電成分を含まないものであっても、キャリアとして用いる液体が帯電成分を含むものであれば、流路内でキャリアを使って帯電成分を含まない液体を搬送することが可能となる。
【００２８】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２９】
図１を用いて本実施例を説明する。図１は、本発明の液体駆動装置を示す断面図である。図１は導電性部材と抑制部材とを近傍配置することで、ポンプ効果を発生させるものである。
【００３０】
同図１において、１０ａ、１０ｂは一対の電極であり、１１は導電性部材（近傍に他の構造体がない場合は順方向流れと逆方向流れを生じさせる第一世代電極ポスト）、１２ａ、１２ｂは抑制部材（第一世代の発生する逆流を抑制する第二世代電極ポスト）である。ここでは、導電性部材１１と抑制部材１２ａ、１２ｂとを階層型積層構造としてとらえることもでき、この場合、ｋ世代の導電構造体の発生する逆方向流れをｋ＋１世代の抑制部材で抑制することになる。
【００３１】
流路１４は、幅ｗ（＝１００μｍ）、長さＬ（＝２２５μｍ）、深さＤ（＞ｗ）の直方体形状の流路であり、流路には水や電解質水溶液など分極可能な溶液が充たされている。１５および１６は、電界印加時、誘起電荷電気浸透現象によって、導電性部材１１のまわりに発生する流れを示し、１５は順方向の流れ、１６は逆方向の流れを示す。本実施例の装置は、誘起電荷浸透（ＩＣＥＯ）を用いたマイクロポンプであり、導電性部材１１と、抑制部材１２ａ、１２ｂとを互いに接近して配置して逆方向の流れ１６を抑制するものである。
【００３２】
導電性部材の材料は白金、金、炭素及び炭素系導電化合物等の電気化学的に不活性な材料であり、抑制部材の材料は絶縁体または導電体で良いが階層構造を形成する場合は白金、金、炭素及び炭素系導電化合物等導電部材と同じものを使う方がプロセス上有利である。
【００３３】
導電性部材１１（第一の金属ポスト）の逆方向の流れ１６の発生部近傍に、該発生部の長さｂと略等しい長さの抑制部材（第二の金属ポスト）１２ａ、１２ｂを接近配置させている。
【００３４】
図１に示した装置においては、流路幅ｗ、導電性部材１１と抑制部材との間隙幅をδ、導電性部材１１の厚みを２ｃとするとき、δ＜ｃとなるように抑制部材を接近して配置させることが効果的な逆方向の流れの抑制の観点から好適である。更に、（δ／ｗ）（ｃ／ｗ）＜０．０３となるように抑制部材を接近して配置させることがより好適である。ここで、ｃは無限平行板を想定してその平行板で挟持して測る導電部材の厚みの半分の長さを示す。楕円柱ポストの場合には、２ｃは短軸長さを示すこととなる。
【００３５】
本実施例では、２ｃは楕円形状型の導電性部材の短軸長さ（短径）であり、２ｂは楕円形状型の導電性部材の長軸長さ（長径）であり、ｄは楕円形状の導電性部材と楕円形状の抑制部材間の重心間距離である。また、間隙δは導電性部材１１と抑制部材１２ａ（１２ｂ）間に配置できる２枚の仮想平行平板の平行平板間距離の最大値であり、実施例１で示す導電楕円柱の積層構造の場合は、δ＝ｄ−２ｃによって定義される楕円形状導電性部材１１と楕円形状抑制部材１２ａ（１２ｂ）間の間隙を示す。
【００３６】
図１において、Ｅは電界、ｉはｙ方向単位ベクトル、ｊはｘ方向単位ベクトル、ｎは階層型構造を持つ楕円構造体の世代番号の表示、ｘは電極面に垂直なｘ座標軸、ｙは電極面に平行なｙ座標軸、１は第一世代導電楕円構造体の世代番号、２は第二世代導電楕円構造体の世代番号を示す、θ（＝９０°）は楕円構造体のｙ軸に対する傾き角、Ψ（＝９０°）は電界ベクトルＥのｙ軸に対する傾き角、ｅ２は楕円構造体にはりついた短軸方向座標軸の単位方向ベクトル、Ｖｓは電界印加によって楕円構造体まわりに発生する電気浸透流による電気二十層外側の所謂“すべり速度”、ψは楕円体表面上の位置を特定するパラメータを示す。
【００３７】
次に、本発明の液体駆動装置の特性について説明する。図２は、本発明の液体駆動装置により駆動される液体の流れを示す説明図であり、流路内の流速ベクトルの分布図を示す図である。
【００３８】
ここで、流速は誘起電荷浸透効果を考慮した下記の数式（１）に示すストークスの方程式に基づいて算出したものであり、２ｗ＝１００μｍ、ｂ／ｗ＝０．４、ｃ／ｗ＝０．０２５、印加電圧Ｖ０＝２．３８Ｖとして算出している。
（数式１）
【００３９】
【数１】
2010273526.tif 000003
【００４０】
ただし、
【００４１】
【数２】
2010273526.tif 000004
【００４２】
は代表速度、β＝ｃ／ｂ、
【００４３】
【数３】
2010273526.tif 000005
【００４４】
はψで特定される楕円構造体の位置、
【００４５】
【数４】
2010273526.tif 000006
【００４６】
は単位接線ベクトル、
【００４７】
【数５】
2010273526.tif 000007
【００４８】
である。
また、μ（〜１ｍＰａ・ｓ）は粘性、ｖは流速ベクトル、ｖｓはすべり速度ベクトル、ｐは圧力、ε（〜８０ε０）は溶液（典型的には水）の誘電率、ε０は真空の誘電率である。
【００４９】
図２は、実施例１の液体駆動装置により駆動される液体の流れを説明する説明図である。
図２（ａ）は、抑制部材を設けず、導電性部材１１だけを配置した場合の流速ベクトルの分布を示す。図２（ａ）から、孤立した導電性部材では、順方向流れと逆方向の流れが等しくなるため、液体を順方向に押し出す正味の流れが発生せずポンプ作用が生じないことが判る。
【００５０】
これに対して、図２（ｂ）乃至図２（ｄ）では、逆方向の流れ発生部に、抑制部材を接近させて配置した場合の流速ベクトルの分布を示す。
図２（ｂ）は、導電性部材を挟んで、両側に長さの異なる抑制部材を２個ずつを配置した例、図２（ｃ）は、片側に長さの異なる抑制部材２個を配置した例、図２（ｄ）は、２個の導電性部材の対向する面の各々側に長さの異なる抑制部材２個をそれぞれ配置した例を示す。
【００５１】
図２（ｂ）乃至図２（ｄ）より、抑制部材を設けることで逆方向の流れが効果的に抑制され、左から右への正味の順方向の流れが発生し、効果的なポンプ作用が実現できることが理解される。
【００５２】
ここで、ポンプの性能を示す流速Ｕｐ（流路１４の入口で計った平均流速）は、図２（ａ）から（ｄ）で、それぞれ、Ｕｐ＝０（ａ）、１．３１（ｂ）、０．９７（ｃ）、１．５１（ｄ）ｍｍ／ｓとなり、通常の線形型電気浸透ポンプよりもおよそ一桁高い値（図２（ｂ）乃至図２（ｄ））が得られた。
【００５３】
図３は、図２（ｂ）に示した構成の装置の平均流速Ｕｐとδ／ｗ及びｃ／ｗの関係を示したグラフである。ここで、平均流速Ｕｐは、図２の流速と同様に誘起電荷電気浸透効果を考慮したストークスの方程式によって算出した。ただし、ここでは、ｗ＝１００μｍ、ｂ／ｗ＝０．４、印加電圧２．３８Ｖとして算出した。
【００５４】
図３に示すように、ｃ／ｗ＝０．１のときδ／ｗ＜０．０３程度、ｃ／ｗ＝０．０５のときδ／ｗ＜０．０７程度、ｃ／ｗ＝０．０２５のときδ／ｗ＜０．１程度で、正味の順方向流れが得られることが理解される。このことから（δ／ｗ）（ｃ／ｗ）＜０．０３程度を満足すれば、ポンプ作用が得られることが分かる。
【００５５】
また、長さ２ｂ（＝０．８ｗ）の導電性部材を第一世代金属ポストとし、その両側の逆方向の流れ発生部に半分の長さ（＝ｂ）の抑制部材（第二世代金属ポスト）を接近・積層配置し、これをＮ世代まで階層的に繰り返す構造も好適である。
また、階層的構造を考慮することで、階層型積層ポンプの平均流速は次式で表される。
【００５６】
【数６】
2010273526.tif 000008
【００５７】
ただし、
【００５８】
【数７】
2010273526.tif 000009
【００５９】
すなわち、本発明は
【００６０】
【数８】
2010273526.tif 000010
【００６１】
の条件で効果的である。すなわち、階層型積層では
【００６２】
【数９】
2010273526.tif 000011
【００６３】
の条件で効果的である。
上式で、Ｎは最終世代の番号、ｖｓｍａｘは導電楕円柱の最大すべり速度、η０は
ハーフコートポンプの本質的効率、
【００６４】
【数１０】
2010273526.tif 000012
【００６５】
は流路が狭まる効果の係数。また、ＫとＫ１は流体の流れを妨げる障害物の幅であり、タイプＡ、タイプＢ，タイプＣのポンプに対して、それぞれ、
Ｋ＝２ｃ（２Ｎ−１）＋２δ（Ｎ−１）、２ｃＮ＋δ（Ｎ−１）、４ｃＮ＋２δ（Ｎ−１）、Ｋ１＝２ｃ、２ｃ＋δ、４ｃ＋２δ、σｋ＝１．９，０．７，０．７、ηｎ＝１，０．５，１である。また、ハーフコートポンプの平均流速は
【００６６】
【数１１】
2010273526.tif 000013
【００６７】
表わされることから、ηｎ＝０．１２と決定できる。ただし、
【００６８】
【数１２】
2010273526.tif 000014
【００６９】
である。ここで、タイプＡは図２（ｂ）に示すように第一世代の導電構造体の両側に第二世代以降の導電構造体を階層的に積層するポンプである。（また、タイプＢは図２（ｃ）に示すように第一世代の導電構造体の一方の側の近傍に流路壁を有し他方の側に第二世代以降の導電構造体を積層するポンプである。また、タイプＣは図２（ｄ）のように、タイプＢのポンプを流路の両側に配置した積層型ポンプである。
【００７０】
図９は平均流速Ｕｐの世代最終番号Ｎの依存性を示す図であり、図９では上記したモデル式による計算値を実線及び破線で示し、ストークス方程式の数値解の値をキャラクター（黒色□、黒色△、白色○、黒色○）で示した。
【００７１】
同図よりモデル式がよく現象を説明していることが理解される。ただし、図９（ａ）はＡタイプ、図９（ｂ）はＢタイプ、Ｃタイプの計算を示す。
この構造では、電極と金属ポストの間隔を大きくできるので、製造過程で問題となる恐れがある導電性ごみ等による電極と金属ポストの短絡不良を少なくできる効果がある。
【００７２】
図４は、本発明の液体駆動装置の他の構成例を示す模式図であり、本発明の液体駆動装置を基板上に構成した例を示す。
図４（ａ）は、絶縁基板４１ａ上に一対の化学的に不活性な導電体材料からなる電極（不活電極）４２ａ（１および２と同じ）と化学的に不活性な導電体材料からなる不活導電柱状構造体４３ａ（１１、１２ａ、及び１２ｂと同じ）を、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）やＧＩＧＡプロセス等に代表される高アスペクト比３次元構造体作成技術を用いて、同時に形成した後、カバーガラスを上面に配置して、流路４５ａを形成する積層型ＩＣＥＯポンプを示す。
【００７３】
また、図４（ｂ）は、不活薄膜電極４６を配置した絶縁基板４１ｂと不活薄膜電極４７を配置した絶縁基板４４ｂをスペーサ４８を介して対峙させて流路４５ｂを構成し、不活導電構造体４３ｂ（１１、１２ａ、及び１２ｂと同じ）を流路内の宙空位置に配置した積層型ＩＣＥＯポンプを示す。ただし、中空の導電構造物４３ｂ（１１、１２ａ、及び１２ｂと同じ）は流路の側壁等によって支持されている。ここで、不活電極としては、金、白金、炭素及び炭素系導電体等を使用することができる。
【００７４】
比較例１
図１０は、従来技術を示し、メタルポスト（導電性部材）の形状を三角柱型に形成して、順方向の流れを生じさせる非対称型三角ポスト型ＩＣＥＯポンプの流速分布を示す図である。導電性部材の材料は電気化学的に不活性な材料とする。
【００７５】
図１０は、図２と同様に誘起電荷電気浸透効果を考慮したストークスの方程式によって算出したものである。ただし、三角形は底辺０．２９ｗ、高さは０．８ｗの二等辺三角形であり、図２（ｂ）に示した抑制部材と導電性部材とほぼ同じ程度の大きさを持つものとした。
【００７６】
図１０に示すように、非対称型三角ポストポンプでは、導電体表面の逆流の方向を垂直方向に変えるだけなため、後方への流れ（逆方向の流れ）を十分に抑制することは困難となっている（左向きの流れが発生）。
【００７７】
また、図１０の非対称型三角ポスト型ポンプの性能を示す平均流速Ｕｐは０．１１ｍｍ／ｓと計算され、実施例１で示した本発明の液体駆動装置の方が高いポンプ性能を有することが確認された。
【実施例２】
【００７８】
図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、本発明の実施例２を示す図である。実施例２は、楕円の長軸長さ２ｂ（＝０．８ｗ）の楕円型柱状金属ポストをｋ世代金属ポストとし、その片側を電極界面１０ａに接近させ、もう一方の側の逆方向の流れ発生部に該楕円型柱状金属ポストの半分の長さ（＝ｂ）のｋ＋１世代楕円型柱状金属ポストを接近・積層配置し、これをＮ世代まで階層的に繰り返すことを除いて実施例１と同様である。
【００７９】
この構造では、電極界面付近の摩擦を軽減できる効果がある。
【実施例３】
【００８０】
図５は、本発明の実施例３の液体駆動装置の構成例を示す模式図である。実施例３は、導電性部材と抑制部材が四角柱、三角柱、円柱、楕円柱など任意の多角柱（１１，１２）の組み合わせであることを除いて、実施例１と同様であり、流抵抗等を減少させるための設計選択肢を増加させる効果がある。
【実施例４】
【００８１】
図５は、本発明の実施例４の液体駆動装置の構成例を示す模式図である。実施例４は、導電性部材と抑制部材が、四角柱、三角柱、円柱、楕円柱など任意の多角柱の導電構造体１１と絶縁構造体１２の任意の組み合わせあることを除いて、実施例１及び実施例３と同様であり、流抵抗等を減少させるための設計選択肢を増加させる効果がある。
【実施例５】
【００８２】
図７及び図８は、本発明の実施例５の液体駆動装置の構成例を示す模式図である。実施例５は、抑制部材を兼ねた導電構造体も含む複数の導電構造体１１、１２間が、絶縁体１３、２０で結合されていることを除いて、実施例１及び実施例３と同様であり、作成プロセスの選択肢を増加させる効果がある。図８において、３０は基板、２０は絶縁体（絶縁層）、５０は液体の導入口、６０は液体の出口をそれぞれ示す。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の液体駆動装置は、液体の順方向への流れに対して、導電性部材の形状によらずに不可避的に生ずる液体の逆方向の流れを抑制することができるので、化学分野、医用分野、エレクトロニクス分野をはじめとする種々の分野で利用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１０ａ，１０ｂ  電極
１１  導電性部材
１２ａ、１２ｂ  抑制部材
１４  流路
１５  順方向の流れ（第一の方向への流れ）
１６  逆方向の流れ（第二の方向への流れ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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