Exploration of Innovative Fluid Logistics with Nano/Micro Photoresponsive Liquids
| Project/Area Number |
21K18860
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
則包 恭央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (50425740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 佳広 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30373294)
真部 研吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (80848656)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 光応答性材料 / 物質移動 / 物質輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
従来、分子や微粒子を配列させるためには、ディップコーティング、ディウェッティングやラビング等の手法が考案されてきたが、基板上の特定の位置への任意パターンの形成は困難だった。本研究では、光応答液滴をキャリアとして利用することで、流路や電極が不要な、光による物質運搬技術として、これまでにない革新的な物質輸送集積技術（フルイドロジスティクス）を開拓する。本研究によって液滴をキャリアとした光による物質運搬が実現すれば、分子・粒子の任意の２Dおよび３D集積化技術として発展が期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光応答液滴をキャリアとして利用することで、流路や電極が不要な、光による物質運搬技術として、これまでにない革新的な物質輸送集積技術（フルイドロジスティクス）を開拓することを目的とする。本研究によって液滴をキャリアとした光による物質運搬が実現すれば、分子・粒子の任意の２Dおよび３D集積化技術として発展が期待される。本研究プロジェクトでは、「分子・ナノ粒子等の輸送と集積化」、「正および負の走光性を示す分子系の構築」および「運搬・輸送現象の解明と効率的発現」の３つの目標について研究を実施する。
今年度は、まず、運搬・輸送現象の機構解明に関して研究を実施した。微粒子をプローブとし、アゾベンゼン誘導体と混合し、その混合体について各種分光法による物質運動解析を実施することで、微粒子の運動を観測することに成功した。さらに、液滴の運動・移動について表面張力およびラプラス圧によるモデルを構築し、光照射による液滴が移動する際に観測される形状変形現象の機構についての理解を深めた。また、光応答性化合物についての新規物質の探索を実施し、効率的な輸送に必要な分子デザインの指標を得ることに成功した。これまでの液滴移動可能な物質は紫外光応答する物質のみであったが、可視光に応答する化合物群について物質探索を行い、分子群の構築に成功した。また、移動現象に及ぼす固体表面の影響について検討を実施し、良好な表面の構築に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プローブ粒子による動的解析や新物質探索などについて順調に進捗しており、着実に研究結果を見出しつつあるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
より定量的な運動解析を可能にするために、装置開発を含めた観測手法の改良を行い、適切なデータ取得を実施する予定である。また、新物質探索についても継続して実施する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
