Development of structural color printing technology utilizing the stick-slip phenomenon on a needle

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K13669
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: NAITO Keishi 岐阜大学, 工学部, 助教 (50759339)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: スティック・スリップ / 微細加工 / 微細周期構造 / 構造色プリンティング

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the stick-slip (SS) behavior of a needle in order to establish the SS processing method, which is developed by the principal investigator et al., using a needle as a processing tool, keeping in mind the developing a simple, inexpensive and printable structural color printing technique. As a result, it was found that a scratch line by the SS of a needle develops structural color by using a sharp needle like a microcantilever for atomic force microscope and adjusting the processing conditions appropriately. Moreover, we investigated the mechanism of fine periodic structure formation by SS of a needle and proposed one model of that.

Free Research Field

高分子物性・高分子加工

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，原子間力顕微鏡用マイクロカンチレバーの様に十分に鋭い針を用いたうえで，加工条件を適切に調整することにより，針のスティックスリップ（SS）によるスクラッチラインが構造色を発現することを見出した．但し，カンチレバーは取り扱いが難しいうえに高価であり，SS加工装置は基礎研究用のため自由度が低い．そこで，代替手段としてダイヤモンドペンおよびXYプロッタを使用した結果，SS加工による構造色プリンティング（描画）の可能性を見出した．今後，本研究結果を基に，装置や加工条件が最適化されれば，世界初の機械的な構造色プリンタが実現できる可能性がある．