(57)【要約】【課題】安価で、環境負荷が小さく、先端技術を手軽に楽しむのに好適なｐＨ測定実験装置を提供する。【解決手段】検査液２７が注入される第１液溜め部１８とサンプル液２９が注入される複数の第２液溜め部２０とが、断面積が１ｍｍ2 以下の微細な分岐構造流路２４を介して連通され、分岐構造流路２４には第１液溜め部１８から第２液溜め部２０へ供給される検査液２７の流量を均等に分配するための絞り部材３８が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査液が注入される第１液溜め部とサンプル液が注入される複数の第２液溜め部とが、断面積が１ｍｍ2 以下の微細な分岐構造流路を介して連通され、前記分岐構造流路には前記第１液溜め部から前記第２液溜め部へ供給される前記検査液の流量を均等に分配するための流量分配手段が設けられていると共に、少なくとも前記第２液溜め部内の科学現象が視覚によって認識可能となっていることを特徴とする請求項１の科学現象の評価装置。
【請求項２】
前記流量分配手段は、前記分岐構造流路の分岐後の各分岐流路部分に設けられた絞り部材であって、前記各分岐流路部分ごとに絞り部材の絞り量を変えて構成されることを特徴とする請求項１の科学現象の評価装置。
【請求項３】
前記流量分配手段は、前記第１液溜め部から前記分岐構造流路の途中までを毛細管流路で形成すると共に、該毛細管流路後から前記各第２液溜め部までの流路長さを均等に形成した流路構造で構成されることを特徴とする請求項１の科学現象の評価装置。
【請求項４】
前記評価装置は、
一本から複数に枝分かれした長溝、前記第１液溜め部、及び前記第２の液溜め部が形成されている基板と、
前記基板の表面に密着配置され、前記長溝を覆うことにより該基板に前記分岐構造流路を形成する覆い板とを備え、
前記基板及び／又は覆い板が透明であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の科学現象の評価装置。
【請求項５】
前記覆い板には、前記第１液溜め部及び前記第２液溜め部と外気とが連通可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の科学現象の評価装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の科学現象の評価装置がｐＨ測定のための携帯式の実験装置であることを特徴とするｐＨ測定実験装置。
【請求項７】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の科学現象の評価装置の製造方法、又は前記請求項６に記載のｐＨ測定実験装置の製造方法であって、
前記基板の長溝の反転形状が表面に形成されている反転型板の表面に樹脂材を塗布し、該樹脂材を硬化させ、硬化後の該樹脂材を前記反転型板より剥離することにより前記基板を形成することを特徴とする科学現象の評価装置の製造方法、又はｐＨ測定実験装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は科学現象の評価装置、ｐＨ測定実験装置、及びその製造方法に係り、特に、安価で、環境負荷が小さく、先端技術を手軽に楽しむのに好適な科学現象の評価装置、ｐＨ測定実験装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
理科の実験教材のような科学現象の評価装置については、これまでに各種の構成のものが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
たとえば、特許文献１は、空気中の水蒸気や容器に入れた水や水蒸気を冷却又は凍結せしめることにより、水の温度変化による自然現象を観察できるようにした理科教材であり、小型で構造が簡単であり、水の温度変化による各種の自然現象を忠実に再現することが可能であるとされている。
【０００４】
また、教育用途の化学実験装置としては、学習研究社等より、『科学と学習  実験キットシリーズ』、『大人の科学地球環境分析キット』等の実験キットが発売されている。このような実験キットは、数百円から３千円程度の比較的安い価格で販売されており、子供たちに夢を与えたり、ユーザーに実験の楽しみを与えたりする実験キットであり、好評を博している。
【特許文献１】特開２０００−２４２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のこの種の科学現象の評価装置として、特許文献１に記載のようなものは、構成が比較的複雑で、安価に提供するのは困難であり、クラスの生徒全員が購入するのは不適である。
【０００６】
一方、構成が比較的単純な実験キットは、比較的安い価格のものが多く、クラスの生徒全員が購入して使用するのに適しているものの、仕上がり精度の点で不十分なものが多く、その分薬品など使用量が多く、クラスの生徒全員が使用した場合には、たとえば廃液処理等の点で環境負荷となり、望ましくない。
【０００７】
また、従来の実験キットによって体験できる実験内容は、古典的な科学実験法であり、先端技術を手軽に楽しむことができるものは、非常に限られている。
【０００８】
また、最近は環境問題が注目され、酸性雨による被害などに関心が高まり、雨滴のｐＨ測定、土のｐＨ測定、水道水のｐＨ測定などを、簡単に持ち運びして手軽に行うことのできる携帯式のｐＨ測定実験装置が要望されている。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、安価で、環境負荷が小さく、先端技術を手軽に楽しむのに好適な科学現象の評価装置、ｐＨ測定実験装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、検査液が注入される第１液溜め部とサンプル液が注入される複数の第２液溜め部とが、断面積が１ｍｍ2 以下の微細な分岐構造流路を介して連通され、前記分岐構造流路には前記第１液溜め部から前記第２液溜め部へ供給される前記検査液の流量を均等に分配するための流量分配手段が設けられていると共に、少なくとも前記第２液溜め部内の科学現象が視覚によって認識可能となっていることを特徴とする請求項１の科学現象の評価装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、第１液溜め部に検査液が注入されると共に、複数の第２液溜め部にはサンプル液が注入される。そして、検査液が分岐構造流路を流れてそれぞれの第２液溜め部に供給されると検査液とサンプル液とが混合して反応し、例えばサンプル液の色が変わる等の科学現象が生じる。これにより、検査液の一度の注入で、複数のサンプル液の評価を一度にすることができる。この場合、少なくとも、第２液溜め部内の科学現象が視覚によって認識可能となっているので、科学現象を一目で把握することができる。尚、第２液溜め部内以外にも第１液溜め部及び分岐構造流路の全てを視覚により認識可能とすることがより好ましい。
【００１２】
ここで、「液溜め部」とあるが、通常は空洞状となっており、この評価装置を操作する際に、ここに薬品等が供給されるものである。
【００１３】
本発明においては、第１液溜め部に注入した検査液を第２液溜め部に注入した各サンプル液に供給するための分岐構造流路が必要であるが、分岐位置から各第２液溜め部までの流路長が短い第２液溜め部には検査液が多く供給され、流路長が長い第２液溜め部には検査液が少なく供給されてしまう。しかし、本発明では分岐構造流路には第１液溜め部から第２液溜め部へ流れる前記検査液の流量を均等に分配するための流量分配手段を設けたので、各第２液溜め部のサンプル液に等量の検査液を供給することができる。
【００１４】
また、この評価装置の分岐構造流路は断面積が１ｍｍ2 以下の微細な流路で形成されているので、先端技術を体験するのに十分な精度が得られ、検査液やサンプル液などの使用量が少なく環境負荷が小さい。
【００１５】
なお、分岐構造流路の断面積としては１ｍｍ2 以下であり、０．００２５〜０．６４ｍｍ2 がより好ましく、０．０１〜０．２５ｍｍ2 が最も好ましい。また、第１液溜め部及び第２液溜め部の容積としては、５〜５０００ｍｍ3 の範囲が好ましい。
【００１６】
流量分配手段は、分岐構造流路の分岐後の各分岐流路部分に設けられた絞り部材であって、各分岐流路部分ごとに絞り部材の絞り量を変えるものが好ましい。このように、分岐構造流路の各分岐流路部分に設けられた絞り部材の絞り量を変えれば各分岐流路部分を流れる流量が変わるので、分岐位置から各第２液溜め部までの流路長が異なっても、各第２液溜め部のサンプル液に等量の検査液を供給することができる。絞り部材としてはオリフィスを好適に使用することができる。
【００１７】
また別の流量分配手段としては、第１液溜め部から分岐構造流路の途中までを毛細管流路で形成すると共に、該毛細管流路後から各第２液溜め部までの流路長さを均等に形成した流路構造であることが好ましい。このように、第１液溜め部から分岐構造流路の途中までを毛細管流路で形成することにより、第１液溜め部に注入された検査液は毛細管現象により毛細管流路に満たされる。そして、毛細管流路の終端から各第２液溜め部までの流路長は皆同じなので、各第２液溜め部のサンプル液に等量の検査液を供給することができる。
【００１８】
本発明の評価装置は、一本から複数に枝分かれした長溝、第１液溜め部、及び第２の液溜め部が形成されている基板と、基板の表面に密着配置され、長溝を覆うことにより該基板に分岐構造流路を形成する覆い板とを備え、基板及び／又は覆い板が透明であることが好ましい。このように、基板と覆い板とで評価装置を構成すれば製作が容易であると共に、基板及び／又は覆い板が透明であれば、分岐構造流路内の科学現象が視覚により認識できる。
【００１９】
また、覆い板には、第１液溜め部及び第２液溜め部と外気とが連通可能な貫通孔が形成されていることが好ましい。このように、第１液溜め部及び第２液溜め部と外気とが連通可能な貫通孔が形成されているので、液溜め部と外気とが連通していれば、分岐構造流路への液体の導入口や空気抜き口として使用することができると共に、マイクロなチャンネルの中で起こる各現象のコントロールを容易に行える。
【００２０】
本発明の請求項６は前記目的を達成するために、請求項１〜５の何れか１項に記載の科学現象の評価装置がｐＨ測定のための携帯式の実験装置であることを特徴とするｐＨ測定実験装置を提供する。
【００２１】
請求項１〜５の何れか１の構造の評価装置は、携帯式のｐＨ測定実験装置として有効に利用することができるからである。但し、本発明の評価装置は、単にｐＨ測定のみに用いられることに限定されず、検査液がサンプル液に混ざることによって生じる液体の各種化学反応、例えば酸アルカリ反応、加水分解反応等の各種の化学反応による現象を評価することができる。
【００２２】
本発明の請求項７は前記目的を達成するために、前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の科学現象の評価装置の製造方法、又は前記請求項６に記載のｐＨ測定実験装置の製造方法であって、前記基板の長溝の反転形状が表面に形成されている反転型板の表面に樹脂材を塗布し、該樹脂材を硬化させ、硬化後の該樹脂材を前記反転型板より剥離することにより前記基板を形成することを特徴とする科学現象の評価装置の製造方法、又はｐＨ測定実験装置の製造方法を提供する。
【００２３】
請求項７によれば、長溝の反転形状が表面に形成されている反転型板を使用して転写成形により基板を形成するので、精度よく、かつ、安価に基板が提供でき、評価装置を安価にできる。ここで、「反転型板の表面に樹脂材を塗布し、該樹脂材を硬化させ、」とあるが、反転型板の表面に樹脂材を当て、ホットプレス等により長溝の形状を樹脂材の表面に転写形成する等の方法も、同一技術思想に基づくものであり、本発明の均等範囲であると言える。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、安価で、環境負荷が小さく、先端技術を手軽に楽しむことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って、本発明に係る科学現象の評価装置、ｐＨ測定実験装置、及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
図１（Ａ）は、本発明に係る科学現象の評価装置の好ましい態様としてｐＨ測定実験装置の構成を説明する平面図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の概念的な断面図である。
【００２７】
ｐＨ測定実験装置１０は、主として、一本から複数に枝分かれした長溝１２、１４、１６、第１液溜め部１８、及び複数の第２の液溜め部２０、２０…が形成されている基板２２と、基板２２の表面に密着配置され、長溝１２、１４、１６を覆うことにより該基板２２に分岐構造流路２４を形成する覆い板２６とで構成されている。
【００２８】
すなわち、検査液２７（図３参照）が注入される第１液溜め部１８から第１の流路１２Ａが延び、分岐位置２８で第１の流路１２Ａに対して直角な第２の流路１４Ａが左右方向に枝分かれし、この枝分かれした第２の流路１４Ａから互いに平行な複数の第３の流路１６Ａがそれぞれの第２液溜め部２０まで延びている。これにより、分岐構造流路２４が形成される。この分岐構造流路２４は断面積が１ｍｍ2 以下の微細流路として形成される。更に、覆い板２６の第１液溜め部１８に相対する部分には外気と連通可能な第１の貫通孔３０が形成されると共に、覆い板２６の各第２液溜め部に相対する部分にも外気に連通可能な複数の第２の貫通孔３２、３２…が形成される。そして、第１の貫通孔３０に検査液２７を注入する例えばスポイトや注射器３４（図３参照）を連結するチューブ３６が接続される。
【００２９】
また、分岐構造流路２４を構成する第３の流路１６Ａにはそれぞれ、第１液溜め部１８から第２液溜め部２０へ流れる検査液２７の流量を均等に分配するための流量分配手段がそれぞれ設けられる。この流量分配手段としては、絞り部材を使用した方式のものと、毛細管現象を利用した方式のものとを好適に使用することができる。図１は絞り部材の方式を組み込んだものであり、図２は毛細管現象の方式を組み込んだものである。
【００３０】
先ず、図１に従って、絞り部材３８を使用した流量分配手段について説明すると、第３の流路１６Ａに設けられた各絞り部材３８は、分岐位置２８から第２液溜め部２０までの流路長が長くなるに従って、絞り部材３８の絞り量が小さくなるように設定される。これにより、分岐位置２８から第２液溜め部２０までの流路長が長いほど検査液２７が流れ易くなるので、それぞれの絞り部材３８の絞り量を適切に調整することで、第１液溜め部１８から各第２液溜め部２０へ流れる検査液２７の流量を均等に分配することができる。
【００３１】
次に、図２に従って、毛細管現象を利用した流量分配手段について説明すると、第１液溜め部１８から第３の流路１６Ａ途中までを毛細管流路２４Ａで形成すると共に、該毛細管流路２４Ａ後から各第２液溜め部２０までの流路長さが均等になるように形成する。要は、毛細管流路２４Ａ後から各第２液溜め部２０までの流路長さが均等になるように毛細管流路２４Ａを形成すればよい。これにより、第１液溜め部１８に注入された検査液２７は毛細管現象によって毛細管流路２４Ａに満たされるので、検査液２７を各第２液溜め部２０に供給するための供給スタートラインを同じにすることができる。この状態で検査液２７に送液力を付与すれば、第１液溜め部１８から各第２液溜め部２０へ流れる検査液２７の流量を均等に分配することができる。
【００３２】
ｐＨ測定実験装置１０を製作する基板２２及び覆い板２６の平面サイズは、特に制限はないが、学校で使用するｐＨ測定実験装置１０の性質上より、携帯できるサイズ、たとえば、８０×５０ｍｍとすることができる。基板２２及び覆い板２６の厚さも、特に制限はないが、強度、経済性等より、たとえば、それぞれ５ｍｍ程度とすることができる。
【００３３】
基板２２の材質としては、特に制限はないが、後述する製造方法を容易にする点より、樹脂材料、より具体的には、ポリ・ジメチル・スルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリ・メチル・メタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等が好ましく使用できる。
【００３４】
基板２２の表面に形成する長溝１２、１４、１６の断面積としては、図１の絞り部材３８を使用した場合には、上記の通り、１ｍｍ2 以下であり、０．００２５〜０．６４ｍｍ2 がより好ましく、０．０１〜０．２５ｍｍ2 が最も好ましい。
【００３５】
図２の毛細管現象を利用した場合にも、長溝１２、１４、１６の断面積は１ｍｍ2 以下であることに変わりはないが、毛細管流路２４Ａ部分で毛細管現象を発生させる必要があるため、毛細管流路２４Ａの断面積は主流路（毛細管流路２４Ａ以外の流路）の０．９倍以下、好ましくは０．７５倍以下、特に好ましく０．５倍以下である。尚、毛細管流路２４Ａ以外の流路部分は、図１の場合と同様である。
【００３６】
また、第１液溜め部１８及び第２液溜め部２０の容積としては、５〜５０００ｍｍ3 の範囲が好ましい。
【００３７】
この長溝１２，１４，１６の断面形状は、特に制限はなく、矩形（正方形、長方形）、台形、Ｖ形、半円形等、各種の形状が採用できるが、後述する製造方法を容易にする点より、矩形（正方形、長方形）が好ましい。
【００３８】
覆い板２６の材質としては、特に制限はないが、流路２４内の科学現象を視覚により認識可能とすることより、透明であることが好ましい。このような材料として、各種樹脂板、より具体的には、ポリジメチルスルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等、各種樹脂膜、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等、各種ガラス（ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス等）が採用できる。
【００３９】
この覆い板２６は、表面及び裏面が平坦な平板であるのが一般的であるが、微細な分岐構造流路２４に対応する表面を蒲鉾状の凸レンズ状に形成して、拡大した状態で観察ができるような構成とすることも可能である。
【００４０】
なお、覆い板２６が不透明であり、基板２２を透明とする構成も採用できる。
【００４１】
基板２２の表面（長溝が形成される面）及び覆い板２６の裏面（基板２２に密着する面）は、分岐構造流路２４の形成、及び液漏れの防止等の点より、十分な平坦性を確保できていることが好ましい。
【００４２】
次に、基板２２の形成方法について説明する。先ず、基板２２の長溝１２、１４、１６の反転形状が表面に形成されている反転型板を準備する。この反転型板の表面には、更に第１液溜め部１８及び第２液溜め部２０の反転形状を形成しておく必要がある。この反転型板の製造方法としては、マシニングセンタ等による機械加工、放電加工、超音波加工、フォトエッチング加工等、公知の各種加工方法が採用できる。
【００４３】
次いで、この反転型板の表面に剥離剤を塗布する。この剥離剤としては、基板２２となる樹脂材の種類、加工条件（温度等）等に応じて適宜のものが採用できる。
【００４４】
次いで、反転型板の表面に樹脂材を塗布し、この樹脂材を硬化させる。樹脂材が、たとえば紫外線硬化樹脂である場合には、塗布後の樹脂材に紫外線を照射して硬化させる。樹脂材が、たとえばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のような熱可塑性樹脂である場合には、反転型板の表面に樹脂材を当ててホットプレス機により熱転写成形を行う。
【００４５】
そして、硬化後の樹脂材を反転型板より剥離する。
【００４６】
このような方法によれば、長溝１２、１４、１６が精度よく、かつ、安価に形成でき、評価装置を安価にできる。
【００４７】
次に、本発明に係るｐＨ測定実験装置１０の使用方法について説明する。ｐＨ測定実験装置１０としては、以下の１）〜１２）の部材をセットとして提供する必要がある。
【００４８】
１）反転型板
２）基板２２用の樹脂材
３）基板２２形成用の型枠
（基板２２の形成時に樹脂を流し込むときに型枠として使用する。）
４）覆い板２６
５）液体用の注射器
（テスト目的に応じて、必要な液体を第１液溜め部１８及び第２液溜め部２０に注入するために使用する。注入する薬品ごとに専用でも、１つを洗浄して使いまわしても構わない。）学校教材で安価、安全などを考えると注射器に限らず液体を液溜め部に供給できればよく、スポイトなどの注入器具を使用することができるが、以下の説明では注射器の例で説明する。
【００４９】
６）第１の貫通孔の封止用テープ
（液体を第１液溜め部１８に供給後、蓋をするためのものである。また、第２液溜め部２０の蓋としても使用することもできる。）
７）針
（薬品やサンプルを供給する場合、又は、回収する場合、液体が送受液される時に液体の変動分の空気を第１液溜め部１８及び第２液溜め部２０に入れるため、必要に応じて封止用テープに孔を開けるためのものである。）
８）ケーシング
（本実験セットを組み上げた時、覆い板２６と基板２２との間よりの液漏れを防いだり、覆い板２６等の破損を防止したりする目的で、このケーシングを取り付ける。なお、このケーシングには実験目的に沿った各種機能、たとえば、流路を観察しやすくするための拡大鏡等の取り付けも可能である。）
９）送液手段
注射器、スポイト等のようにポンプの原理を利用して送液する手段の他に、第１液溜め部１８の気体膨張を利用した送液手段を使用することもできる。この気体膨張による送液手段とは、第１液溜め部１８に前記の封止用テープで蓋をした状態で、この第１液溜め部１８に熱を加えると（指先をテープに当て、体温で加熱等すると）、この第１液溜め部１８内の液体及び／又は気体が体積膨張する。この現象を利用した送液方法である。
【００５０】
１０）ｐＨ指示薬を含む検査液
（検査液２７とは例えばフェノールフタレイン液等を使用することができる。）
１１）実験解説書及びｐＨ限度見本
本セットで行うｐＨ測定の目的、現象の説明、応用用途など、このセットで学習できる事象の解説書を必要に応じて添付する。また、ｐＨ限度見本はｐＨ値との関係を示す色見本である。
【００５１】
１２）実験方法手順書
なお、本セットは、生徒に基板２２を手作りさせるためのセットであるが、この基板２２の手作りを省略する場合には、１）〜３）に代えて、完成した基板２２を入れればよい。
【００５２】
次に、このｐＨ測定実験装置１０のセットを使用したｐＨ測定の詳細について説明する。
【００５３】
図３の（Ａ）〜（Ｄ）は実験方法の手順を示す概念的な断面図である。尚、ｐＨ測定実験装置１０は図１の絞り部材方式のものを使用した。
【００５４】
図３（Ａ）に示されるように、ｐＨ測定を行う各種のサンプル液２９をサンプル液２９用注射器４０により第２の液溜め部２０に所定量注入する。サンプル液２９の注入は注射器４０に限らずスポイトやピペット等でもよい。また、全ての第２液溜め部２０にサンプル液２９を注入しなくてもｐＨ測定は可能である。次に、図３（Ｂ）に示すように、ｐＨ指示薬を含んだ検査液２７を用意して注射器３４に吸込み、注射器３４の注入口を図３（Ｃ）のようにチューブ３６に挿入する。そして、図３（Ｄ）に示すように、検査液２７を第１液溜め部１８に注入し、検査液２７を分岐構造流路２４を介してそれぞれの第２液溜め部２０に供給する。検査液２７は注射器３４に限らずスポイトやピペット等でもよい。これにより、検査液２７が第２液溜め部２０のサンプル液２９と混ざり合って反応し、サンプル液２９のｐＨに応じた色を呈する。このサンプル液２９の色をセットに備えられているｐＨ限度見本と比較し、サンプル液２９のｐＨを評価する。この場合、上記したように、複数の第３の流路１６Ａには絞り部材３８を設け、検査液２７を等量ずつサンプル液２９に供給できるようにしたので、それぞれの第２液溜め部２０に注入されたサンプル液２９のｐＨを正しく評価することができる。
【００５５】
尚、図１〜図３では、第１液溜め部１８から第２液溜め部２０への送液を注射器３４のポンプ原理を利用した方法で行うようにしたが、次の図４の（Ａ）〜（Ｄ）のように第１液溜め部１８の液体及び／又は気体の体積膨張を利用して行ってもよい。尚、図４は、第１液溜め部１８を覆い板２６に設けて第１の貫通孔３０を省略した図で示してある。
【００５６】
複数の第２液溜め部２０にそれぞれサンプル液２９を注入し終わったら、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、第１液溜め部１８に例えば注射器３４で検査液２７を注入する。次に、図４（Ｃ）に示されるように、封止用テープ４２により第１液溜め部１８の表面を封止して第１液溜め部１８に蓋をする。この封止用テープ４２は、片面（図では下面）に粘着材がコートされているものであり、これにより、第１液溜め部１８が外気と遮断される。次に、図４（Ｄ）に示されるように、封止用テープ４２の上に指先４４を接触させる。これにより、第１液溜め部１８に送液手段が形成される。この送液手段は、指先４４の熱により第１液溜め部１８内の気体が体積膨張し、検査液２７を分岐構造流路２４を介して第２液溜め部２０に送り込むことによりなされる。
【００５７】
また、図４（Ｄ）に示される同様の構成において、この送液手段が、指先４４で封止用テープ４２を押して下方に撓ませ、第１液溜め部１８の容積を減少させることにより、検査液を分岐構造流路に送り込むことによりなされるのであってもよい。
【００５８】
なお、これらの現象をより観察しやすくするために、虫眼鏡、拡大鏡などを使用することもできる。また、既述のように、分岐構造流路２４の部分の覆い板２６に拡大鏡機能（レンズ機能）を持たせることもできる。
【００５９】
以上に説明したｐＨ測定実験装置１０によれば、マイクロな世界での科学実験を子供たちに楽しく夢を持って行って貰うために、重要な部分をできるだけ簡素化して、安価にでき、かつ、実験は高精度に行える。そして、検査液２７の一度の注入で複数のサンプル液２９のｐＨを同時に測定することができる。また、極めて少量の試薬類でｐＨ実験を行うことができ、試験終了後の廃液、ゴミ等が少なく環境負荷を軽減できる。更には、分岐構造流路２４はマイクロオーダーの微細流路であり、マイクロ・ナノテクノロジーを用いた試験装置を体験することができる。
【００６０】
尚、本実施の形態では、科学現象の評価装置の一例として、ｐＨ測定実験装置１０の例で説明したが、これに限定されるものではなく、検査液２７がサンプル液２９に混ざることによって生じる液体の各種化学現象、物理現象等、例えば液体の拡散現象、液体の伝熱現象、液体の混合現象、液体の化学反応（たとえば、酸アルカリ反応、加水分解反応）等各種の現象を評価する装置として使用することができる。
【００６１】
また、分岐構造流路２４、第１液溜め部１８及び第２液溜め部２０を基板２２に形成し、第１の貫通孔３０及び第２の貫通孔３２を覆い板２６に形成したが、これ以外の態様、たとえば、図４で示したように、第１液溜め部１８を覆い板２６に形成し、第２液溜め部２０を基板２２に形成したりすることも可能である。
【００６２】
更に、本実施の形態では、試薬やサンプルを液溜め部１８、２０に供給するために、注射器３４、４０を使用したが、上述したように注射器に代えて、同様の機能を有するスポイト、マイクロシリンジ等を使用することもできる。理科実験教材としては、一般的には、安価なスポイトを使用するのが望ましいが、テスト目的に応じては、上記のように注射器を使用することが好ましいこともある。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係るｐＨ測定実験装置の構成を説明する図で、流量分配手段として絞り部材を設けた平面図及び概念的断面図
【図２】図１の流量分配手段を毛細管流路方式に変えた平面図及び概念的断面図
【図３】ｐＨ測定の手順を示す概念的断面図
【図４】検査液を気体膨張を利用して第１液溜め部から第２液溜め部に送液する場合の説明図
【符号の説明】
【００６４】
１０…ｐＨ測定実験装置、１２、１４、１６…長溝、１２Ａ…第１の流路、１４Ａ…第２の流路、１６Ａ…第３の流路、１８…第１液溜め部、２０…第２液溜め部、２２…基板、２４…分岐構造流路、２６…覆い板、２７…検査液、２８…分岐位置、２９…サンプル液、３０…第１の貫通孔、３２…第２の貫通孔、３４…注射器、３６…チューブ、３８…絞り部材、４０…注射器、４２…封止用テープ、４４…指先
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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