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2020 Fiscal Year Annual Research Report

座屈ゲル表面によるマイクロマニピュレータの開発

Research Project

Project/Area Number 19H02778
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

麻生 隆彬  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50548378)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywordsゲル / リンクル / マニピュレータ / 刺激応答性高分子
Outline of Annual Research Achievements

繊細かつ正確な微小ソフトマテリアルの精密操作を水中で実現するために、外部刺激で表面形態が制御可能なリンクル表面を作製した。本年度は波長及び振幅が制御されたリンクル表面をハイドロゲル上に作製し、モデル粒子の補足実験を実施した。モデル粒子として、マイクロメートルスケールの蛍光ポリスチレン粒子を選択し、リンクル表面に粒子を播種した際の捕捉効率を評価した。リンクルの波長を変化させたときの微粒子の捕捉能のサイズ選択性を定量的に評価し、形成するリンクルの波長と捕捉される微粒子の粒径の関係を明らかにし、表面作製にフィードバックすることを目的とした。異なる波長のリンクル表面に直径約2 μmの粒子を播種したところ、波長2.0 μmと3.3 μmでは粒子をほとんど捕捉しないのに対して、波長2.5 μmのリンクル表面では粒子を効率的に捕捉する様子が観察された。また、リンクルの形成過程でリンクル構造が激しく振動することを見出した。詳細を観察すると一方向へ進行波が生成していることがわかった。今後進行波生成のメカニズムを解明することで、物質を輸送可能な表面へと展開可能である。このようなリンクルの選択的な捕捉と進行波をカップリングさせることで、流体中から任意の物質のみを捕捉して輸送する革新的なコンベア型アクチュエータを開発できると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

リンクル形成過程でリンクル構造が振動する現象は、今後の進行波生成に向けて重要な知見である。

Strategy for Future Research Activity

進行リンクル波の生成メカニズムを解明し、進行方向を制御する。

  • Research Products

    (15 results)

All 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Palladium nanoparticle loaded β-cyclodextrin monolith as flow reactor for concentration enrichment and conversion of pollutants based on molecular recognition2020

    • Author(s)
      Shunsuke Mizuno, Taka-Aki Asoh*, Yoshinori Takashima, Akira Harada, Hiroshi Uyama*
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 56 Pages: 14408-14411

    • DOI

      10.1039/D0CC06684B

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Particle Packing into Loose Networks for Tough and Sticky Composite Gels2020

    • Author(s)
      Taka-Aki Asoh*, Tatsuya Yamamoto, Hiroshi Uyama
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 17173

    • DOI

      10.1038/s41598-020-74355-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dimensionally stable and mechanically adaptive polyelectrolyte hydrogel2020

    • Author(s)
      Chen Qian, Taka-Aki Asoh*, Hiroshi Uyama*
    • Journal Title

      Macromol. Rapid Commun.

      Volume: 41 Pages: 2000406

    • DOI

      10.1002/marc.202000406

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile fabrication of flow reactor from natural wood2020

    • Author(s)
      Zheng-Tian Xie, Taka-Aki Asoh*, Hiroshi Uyama*
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 49 Pages: 1232-1235

    • DOI

      10.1246/cl.200466

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic conductive hydrogels with high water content2020

    • Author(s)
      Chen Qian, Tatsuya Higashigaki, Taka-Aki Asoh*, Hiroshi Uyama*
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 12 Pages: 27518-27525

    • DOI

      10.1021/acsami.0c06853

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrophoretic adhesion of conductive hydrogels2020

    • Author(s)
      Taka-Aki Asoh*, Megumi Nakamura, Tatsuya Shoji, Yasuyuki Tsuboi, Hiroshi Uyama
    • Journal Title

      Macromol. Rapid Commun.

      Volume: 41 Pages: 2000169

    • DOI

      10.1002/marc.202000169

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ハイドロゲルの接着と表面機能性リンクル2020

    • Author(s)
      麻生隆彬
    • Organizer
      第176回東海高分子研究会講演会
    • Invited
  • [Presentation] 接着制御を基盤としたハイドロゲル構造体の構築に関する研究2020

    • Author(s)
      麻生隆彬
    • Organizer
      第4回NEXT高分子(関西)交流会
    • Invited
  • [Presentation] 界面微細構造制御によるハイドロゲルの接着制御と材料構築2020

    • Author(s)
      麻生隆彬
    • Organizer
      精密ネットワークポリマー研究会第14回若手シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 疎水性粒子が充填された高靭性複合ハイドロゲルの 作製2020

    • Author(s)
      麻生 隆彬 ・山本 達也 ・宇山 浩
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 電気泳動形成したハイドロゲル表面リンクルのダイナ ミクス2020

    • Author(s)
      柏原 優香 ・加藤 雅俊 ・麻生 隆彬 ・宇山 浩
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 水溶性セルロース誘導体の特異的相互作用による ハイドロゲルの接着2020

    • Author(s)
      塩地 優樹 ・麻生 隆彬 ・宇山 浩
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 刺激応答性ハイドロゲルリンクルの電気泳動形成2020

    • Author(s)
      麻生 隆彬・柏原 優香・宇山 浩
    • Organizer
      第69回高分子討論会
  • [Presentation] バクテリアセルロース骨格を利用して作製した異方 導電性ハイドロゲル2020

    • Author(s)
      麻生 隆彬・銭 晨・東垣 達也・宇 山 浩
    • Organizer
      第69回高分子討論会
  • [Presentation] ハイドロゲル表面リンクルの微細構造制御2020

    • Author(s)
      柏原 優香 ・麻生 隆彬 ・宇山 浩
    • Organizer
      日本接着学会関西支部第16回若手の会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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