| Project/Area Number |
22K18746
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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 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
西山 宏昭 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80403153)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 3Dマイクロ造形 / 沈殿法 / ナノ粒子 / 集積 / アセンブリ / レーザー / 造形 |
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| Outline of Research at the Start |
バルクサイズでの光造形では，材料パーツが手で持てるほど大きいため，比較的多様な材料を構造体に組込むことが可能であるが，マイクロ空間においては現在なお汎用材料を導入することは困難である．そのため，他分野で開発された光化学反応性を有する材料の流用や，他粒子を混合した感光性樹脂の使用など，本質的問題から目を背けたアプローチばかりが進められてきた．本研究では，この感光性材料にしか適用できないという3D光造形プロセスの原理的制限を克服し，非感光性材料を含む超広範材料群に適用可能なマイクロ光造形原理を創出する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
バルクサイズでの造形では，材料パーツが十分に大きく，多様な材料を構造体に組み込むことが可能であるが，マイクロ空間においては，現在なお，材料の複合化は容易ではない．マイクロ光造形は非接触で高精度な構造形成を可能とするが，一方で，適用は感光性材料に限定されている．そのため，他分野で開発された光化学反応性を有する材料の流用や，他粒子を混合した感光性樹脂の使用など，本質的問題から目を背けたアプローチばかりが進められてきた．本研究では，この感光性材料にしか適用できないという3D光造形プロセスの原理的制限を克服し，非感光性材料を含む超広範材料群に適用可能なマイクロ光造形原理を創出す
る．
本年度は，3Dマイクロ造形で母材として用いるレジスト材料であるSU8上でのレーザー集積固化プロセスの適用性を評価するとともに，プラズモニックAu粒子と誘電体である粒子の共分散溶液を用いたコンポジット構造体の形成に取り組んだ．前者について，光熱変換源としてセラミックス層をSU8上に形成した．下地SU8に損傷を与えることなく，光熱変換層を位置選択的に光形成することが出来たが，使用試薬が年度途中で廃番となり，代用試薬での再検討を行った．代用試薬では下地層への損傷が起きたためプロセス改善が必要であることが分かった．後者については，レーザー集積固化機構に基づいて二種類の粒子の一括集積を行い，コンポジットが形成されたことを確認した．今後誘電体を計画記載の粒子に変更して特性評価を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験で用いていた海外メーカーの試薬が廃番となり，代用試薬の探索とそのプロセス条件検討が必要となったため実験に遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
SU8での3Dマイクロ造形体上での粒子集積固化特性評価を行う．当初使用予定であった海外試薬の代用品でのプロセス条件の最適化を図りつつ，3Dマイクロ構造への適用を進める，また，プラズモニックコンポジット構造のレーザー集積形成については，粒子濃度の最適化を図る予定である．
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