2023 Fiscal Year Annual Research Report
光応答分子導入潤滑液表面における物質移動現象解明と小物体操作技術の確立
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20H02456
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
真部 研吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80848656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722)
穂苅 遼平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20759998)
則包 恭央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (50425740)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バイオミメティクス / 表面濡れ性 / 界面 / 光応答性分子 / 物質輸送 / ソフト・インターフェース / ウツボカズラ / Liquid-Infused Surface |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、食虫植物であるウツボカズラ等に代表される生物模倣表面を活用し、バイオミメティクスによる表面機能化を行うことで、幅広い液体滑落性を示す液体注入表面、及び光で駆動可能な分子モーターとして注目を集める光応答性分子であるアゾベンゼン誘導体より着想を得た、光操作による物質の操作・輸送・制御を実現可能な光応答分子導入潤滑液表面を創生することを目標としている。この表面において、光による物質移動機構を解明することは、液体／固体／気体を問わず、従来より大きな物質を表面上で操作・移動・輸送制御する技術の実現へと繋がる。更に、表面構造制御等とも合わせ、高効率物質操作技術を確立する。本年度は、これまでに創出した成果を基盤として、構築してきた評価系を用い詳細な分析を行った。これにより、さらなる現象解明と物質輸送現象の発現条件をより正確に把握し、超効率輸送や物質の滑り・付着・濡れ特性の高度化に繋げる技術の開発を実施した。まず、ハイスピードカメラと顕微鏡を用い、輸送表面上において水滴を落とした瞬間から潤滑流体表面へ付着するまでを捉え、輸送発現条件下のアゾベンゼンの濃度がその物理的な現象に殆ど影響を与えないことが観察された。また、UV光をパターニングして当てることによりその光に沿って輸送現象を発現できることも分かった。表面のせん断耐性向上では、表面の単分子鎖の密度を変えることが効果的であることが分かった。さらに下地層の最適化では、特にZwitter-Wettabilityという新たな濡れ性現象を実現し、同じ物質を用いながらも自己組織化のみで疎水性から親水性まで表面の濡れ性を精密に制御できる手法を見出した。これにより更なる潤滑流体の安定保持や輸送効率化に繋げることができる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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