2019 Fiscal Year Annual Research Report
三次元多光子レーザープロセシングによる機能因子放出スキャフォールドの実現
| Project/Area Number |
18H03551
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
寺川 光洋 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (60580090)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 超短パルスレーザープロセシング / 二光子還元 / 内部加工 / ソフトマテリアル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ハイドロゲル内部に作製した金微細構造、銀微細構造、ならびに金と銀のコアシェルナノ粒子から構成される微細構造が異なる光吸収の波長特性を示すことを分光計測により明らかにした。さらに、レーザー照射条件を変化させることでコアシェルナノ粒子の共鳴波長がシフトすることを実験的に示した。作製した構造のTEM観察ならびに有限差分時間領域法による電磁界シミュレーションから、共鳴波長はナノ粒子の直径ならびにシェルの厚さに由来することを明らかにした。金属の種類、ナノ粒子の大きさ、コアシェル構造形態を変化させることでハイドロゲルの光学特性を変化させることができることが実験的に示され、今後の応用研究へ向けた要素技術を獲得した。
また、ハイドロゲル内部に作製した金属微細構造への光エネルギーの伝搬と局在を目的として、ハイドロゲル内部に光導波路と光散乱構造を作製する研究に着手した。ハイドロゲルのレーザー改質とレーザーによる局所的ダブルネットワークゲル作製の二つの方法により内部構造を作製し、局所的ダブルネットワークゲルを作製することで屈折率変化が得られることを明らかにした。実験では、未架橋の高分子を含有したハイドロゲル内部にフェムト秒レーザーパルスを集光照射し、三軸自動ステージを掃引することで二次元および三次元の構造を作製した。二つの隣接した架橋済みのハイドロゲルの境界面に微細構造を作製して両者を接着させることで局所的ダブルネットワークゲルの生成を確認した。
上記と並行して、高機能足場へ応用させるにあたり必要となる生体親和性の評価を行った。レーザーを用いて除去加工を行ったハイドロゲル表面ならびに生分解性ポリマー表面において細胞の接着を確認した。ただし、ハイドロゲル表面への細胞接着数はそれほど多くなく、今後の課題として細胞接着を促進させるための何らかの表面処理を検討することとした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していた異種金属による波長選択性の付与、光導波路に向けた構造作製の研究を行った。これらの成果を原著論文ならびに国内外の会議において発表した。以上より、おおむね順調に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画から大きな変更はない。要素技術の確立とともに金属微細構造ならびに光導波路構造を利用した応用研究に着手する。
|
Research Products
(9 results)
