ワイドレンジ周波数機械振動を用いたマルチスケール微細操作システムの創製
| Project/Area Number |
23K22725
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| Project/Area Number (Other) |
22H01454 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
早川 健 中央大学, 理工学部, 准教授 (70759266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 宏明 中央大学, 理工学部, 教授 (20372427)
工藤 謙一 中央大学, その他部局等, 嘱託職員 (90250232)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
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| Keywords | 微細操作 / 細胞操作 / マイクロ流体 / MEMS / 振動誘起流れ / マイクロロボティクス / 細胞組織構築 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，機械振動と流体の相互作用を利用して，1 Hz～1 MHzの振動をマイクロ流体デバイスに印加することにより，様々なサイズの物体を操作する技術の実現を目指す．
まず，1 kHz～1 MHzの振動を印加可能な，ワイドレンジ周波数機械振動印加システムの構築を行い，それぞれの周波数帯における機械振動－流体相互作用を実験的・理論的に解析する．また，構築したシステム上で使用可能な細胞培養チャンバーを作製し，細胞を培養しながら操作を行えるシステムを構築する．最終的には，構築したシステムを用いて細胞を対象に操作を行い，様々なサイズや形状の細胞パターンの作製を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，1 Hz～10 MHzの機械的振動を用いて様々なサイズの細胞パターンを生成する技術の創製を行う．その実現のため，以下の３点をマイルストーンとして研究を行っている．
(I) ワイドレンジ周波数機械振動印加システムの構築
(II) ワイドレンジ周波数帯における機械振動－流体相互作用の理論的解析
(III) マルチスケール微細操作システムの細胞操作への応用
2022年度は，まず(I)についてのアクチュエータの選定と，システムの試作を行った．まず，～100 Hzの振動を印加するためにボイスコイルモータを利用した振動印加システムを作製し，その動作を確認した．次に，(II)に関して，MHz帯におけるアクチュエータとマイクロ流体デバイス，流体の電気機械結合の理論モデルを構築し，一次元モデルでの解析を開始した．(III)に関しては，自作の細胞培養チャンバーの作製を行い，振動印加用のアクチュエータを搭載した状態での数日間の細胞培養を可能とした．
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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
マイルストーン(I) (II) (III)それぞれに関して，当初の予定通りに進捗しているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ予定通りに進捗しているため，引き続き計画通りに研究を遂行する．2023年度は，実際に細胞を用いた評価をいち早く開始し，生化学的な評価も並行して進める．
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Report
(1 results)
Research Products
(20 results)
