2009 Fiscal Year Annual Research Report
光駆動型アクチュエーターの開発とインテリジェントマイクロポンプへの応用
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20360112
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
渡辺 敏行 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (10210923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸谷 健朗 東京農工大学, 大学院・工学府, 技術職員 (50397014)
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| Keywords | 高分子ゲル / 網目構造 / 架橋剤 / インターペネトレートネットワーク / ダイヤモンド構造 / マイクロポンプ |
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| Research Abstract |
剛直な主鎖骨格に光応答性部位である、アゾベンゼンを導入したポリアミド酸ゲルあるいはポリイミドゲルを合成した。
この時、ゲルの網目サイズは2.3nmから0.8nmへ変化することが走査型顕微動的光散乱測定により明らかになった。これまでは、高分子ゲルの架橋剤としてC3対称性を有する3官能性の架橋剤を用いていたが、S対称性を有する4官能性の架橋剤を利用した。3官能性の架橋剤ではインターペネトレートネットワークを形成するのに対して、4官能性の架橋剤では、ダイヤモンド構造状の規則正しい網目構造を有することが明らかになった。
この両者のゲルをロッド上に加工し、大気中で442nmの光を照射すると、そのいずれもが光照射方向に曲がることが確認できた。このロッドをさらにスライスして顕微鏡下で可視光を照射して観察した。この際にゲルに青色レーザーを照射すると、ゲルが収縮し、青色レーザーを切ると、膨潤した。この青色レーザーのOn、Offを繰り返すとゲルが拍動し、その中に含まれている溶媒をはき出し、ポンプとして機能することが明らかになった。
このロッド状ゲルをスライスし、マイクロ流路中に固定した。流路をDMFで満たし、440nmの光をゲルに照射すると、ゲルは縮みマイクロ流路中に溶媒が送出された、一方532nmの光を照射すると、ゲルは膨潤し、マイクロ流路から溶媒を吸入した。光照射の際の高分子ゲルからの溶媒の送出量は3官能性のゲルよりも4官能性の方が20%程度多かった。
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