2017 Fiscal Year Annual Research Report
Photothermal nano heater for medicine applications
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15K04679
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
柳谷 伸一郎 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (40314851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 信夫 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (60170461)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 熱プラズモニクス / 金ナノ粒子 / 表皮角層細胞 / 原子間力顕微鏡法 / レーザープロセッシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴現象を利用したファイバー型ナノ光加熱治療素子の実現へ向け、1．デバイス設計、2．ナノ光熱力学の基礎研究、3．生体物質の力学特性評価の分野について研究を行った。当該年度で報告した研究成果としては以下の通りである。
1．金ナノ粒子/酸化チタンスパッタ膜の積層構造を作製し、フェムト秒レーザーを用いた過渡吸収法により、可視光を吸収した金ナノ粒子から酸化チタンへの電子移動を観察した。酸化チタンスパッタ膜の膜厚の増加によって電子寿命が増えたことを明らかにした。マイクロガラスビーズ表面に金ナノ粒子を還元法により合成したプラズモニックビーズの作製について報告を行った。
2．マイクロガラスビーズを熱プラズモニクス効果についての検討を行った。CWレーザーを用いたガラスビーズ表面の加熱により、複数のプラズモニックビーズのレーザートラップやビーズの光加熱によるバブル生成のデモンストレーションについて報告を行った。また、これらの効果についてCOMSOLを用いた物理シミュレーションを行った所、金ナノ粒子の熱対流よりもプラズモニックバブルのマランゴニ対流による効果が強く働き、レーザースポット方向へ力のベクトルが働くことを確認した。また、光熱バブルの原子間力顕微鏡を用いた研究について報告を行った。
3．原子間力顕微鏡を使った表皮角層細胞の力学特性のナノ解析についての学会発表を行った。当該年度においても、角層細胞を硬さを制御したゲルシートの作製条件の精査と、角層のヤング率の誤差軽減についての報告を行った。その際に、角層とゲルシートの２層構造においてヤング率を求めるSnedonの式の拡張を行った。また、レーザーによって角層細胞に1μm程度の損傷箇所を原子間力顕微鏡像、フォースカーブ、ラマン分光測定の結果についても報告した。
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