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Investigation of interface destruction mechanism by catalyst effect and its application to transfer type 3D printing technology

Research Project

Project/Area Number 19K05237
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Kanazawa Shusuke  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60783925)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords印刷 / 光触媒 / 界面破壊 / 界面制御 / 3D / MEMS / 3D / カンチレバー / センサ / 転写 / 三次元構造 / アディティブマニュファクチャリング
Outline of Research at the Start

本研究は光触媒効果による界面破壊のメカニズムを解明するとともに、それを利用した新
規剥離・転写技術の確立を目指すものである。隣接する固体界面を酸化分解する光触媒効果は、能動的な付着力の制御を可能にする極めて高度な剥離機構となりうる。またそれを独自の中空構造体形成プロセスと融合させることで、機械変位式MEMSデバイスの高精度・高効率量産に資する転写型3D印刷技術の完成に繋げる。本研究は光触媒の新たな活用法に基き、他の追随を許さない高度アディティブ製造技術の開発に挑戦するものであり、学術的研究から産業競争力の高い技術の確立までを一貫して行うべく実施提案する。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the mechanism of interface breakdown by photocatalysis and to establish a novel exfoliation and transfer technology based on this mechanism. We attempted to control the adhesion force by using the photocatalysis effect, which oxidizes and decomposes the adjacent solid interface, to realize an advanced peeling mechanism. As a result, we established a new process called Photocatalysis Asisted Lift-On Offset Printing (PA-LOOP method), which clearly improved the resolution and fabrication accuracy of micro mechanical structures formed by the additive process. Based on this, a new device, a wind pressure distribution sensor using a hollow structure, was created. Through the implementation of this project, consistent results were obtained from basic science to application.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Internet of Thingsやトリリオンセンサなど、無数のセンサデバイスが社会に投入されることが論じられている中で、高性能なセンサ素子を効率良く作製するためのプロセス技術の革新が求められていた。特にカンチレバーやダイヤフラムと呼ばれる中空構造体は、微小な機械変位を利用した種々のセンサコアが実現されている一方、半導体プロセスを用いた製造工程が長大かつ煩雑であった。本研究はアディティブプロセスのみで中空構造体を形成するプロセスの確立を目指し、提案者らの開発したLift-On Offset Printingに光触媒による界面破壊機構を新規導入すべく本提案を実施、遂行した。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 7 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] DATSURYOKU Sensor- A Capacitive-Sensor-Based Belt for Predicting Muscle Tension: Preliminary Results2021

    • Author(s)
      Murai Akihiko、Kanazawa Shusuke、Ayusawa Ko、Washino Sohei、Yoshida Manabu、Mochimaru Masaaki
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 21 Issue: 19 Pages: 6669-6669

    • DOI

      10.3390/s21196669

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Polymeric thermal actuator with a screen-printed heating element embedded in a bilayer structure2019

    • Author(s)
      Kanazawa Shusuke、Kusaka Yasuyuki、Ushijima Hirobumi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 58 Issue: 8 Pages: 088002-088002

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab26ae

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Novel 3D Forming Method to Shape Electrical Circuits by Post-process without Corruption2021

    • Author(s)
      金澤周介、植村 聖、牛島洋史
    • Organizer
      The International Conference on Flexible and Printed Electronics 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 印刷技術の切り紙およびシワ構造ストレッチャブル電子デバイスへの応用2021

    • Author(s)
      武居 淳、栗原一徳、日下靖之、金澤周介、吉田 学
    • Organizer
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門(IIP)講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子回路を簡易に立体成形する技術-部品実装された回路を壊さずに立体化-2021

    • Author(s)
      金澤周介
    • Organizer
      日本MID協会定期講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 電子回路の非破壊立体成形技術の開発2021

    • Author(s)
      金澤周介
    • Organizer
      エレクトロニクス実装学会 実装フェスタ関西
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    • Invited
  • [Presentation] フレキシブル/プリンテッドセンサの開発と人間拡張研究への応用2020

    • Author(s)
      金澤周介
    • Organizer
      2020年度第1回電子ペーパー/フレキシブル技術研究会
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] フレキシブル温度・ひずみセンサの開発と環境調和型インタフェース応用2020

    • Author(s)
      金澤周介
    • Organizer
      特別講演会 スマートセンシング技術
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 印刷技術を応用したMEMSライクデバイスの開発2019

    • Author(s)
      金澤 周介、泉 小波、吉田 泰則、板垣 元士、牛島 洋史
    • Organizer
      有機エレクトロニクス研究会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 高分子材料の機械特性に基くフレキシブル・メカトロニクスの開発2019

    • Author(s)
      金澤 周介、牛島 洋史
    • Organizer
      第68回高分子学会年次大会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] スマートテキスタイルの最新動向2021

    • Author(s)
      金澤周介
    • Total Pages
      320
    • Publisher
      株式会社シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315980
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 曲げセンサ及び曲げセンサの製造方法2021

    • Inventor(s)
      金澤周介、植村 聖
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 圧力分布センサ2021

    • Inventor(s)
      金澤周介、牛島洋史
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 立体デバイスの製造方法2020

    • Inventor(s)
      金澤周介、植村聖
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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