2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K05634
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
下村 政嗣 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (10136525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 悠司 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (30598272)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バイオミメティクス / ウバウオ / 吸盤 / 吸着 / ナノフィラメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では水中でも可逆的かつ素早く吸脱着可能なウバウオの吸盤に着目、人工的に模倣材料を作製することでその吸脱着メカニズムを材料科学的に解明するとともに、水中でも可逆的に吸脱着可能なウバウオ模倣接着材料を開発することを目的とした。これまでの研究により、ウバウオの強い吸着力は粘液様物質で接着面積を大きくするとともに、剥離開始点にかかる応力を粘液様物質中の硬質フィラメントによって材料全体に分散させて変形を抑制することで生じさせていると予測されていた。そこで、粘液様物質としてポリジメチルシロキサン(PDMS)、硬質物質としてポリスチレンを用いて模倣構造を作製、接着力を測定した結果、硬質のポリスチレンフィラメントが硬いほど、そして疑似粘液様物質のPDMSが柔らかいほど接着力が大きくなった。さらにシミュレーションによって模倣構造の接着力を解析したところ、予測されていた通り、柔軟かつ硬質な材料によって接着力が増強されることが明らかとなり、ウバウオの接着力増強メカニズムを解明することができた。
その他、硬い材料かつ柔軟性も併せ持たせることでその吸着力を制御可能であると考え、柔軟材料のPDMS表面に硬質な材料であるニッケルを無電解めっき法により直接形成させる方法を模索した。その結果、PDMS上に石英基板をのせて紫外オゾン処理を行い、パラジウムを含む触媒溶液、次いでリンを含むニッケルの無電解めっき浴に浸漬することで、PDMS上に直接ニッケルをめっきすることに成功した。本手法は紫外オゾン処理時にフォトマスクを利用することで、微細なパターン構造を有するニッケルを直接PDMS上に形成させることができるため、様々な機能性材料の創出に寄与できると考えている。
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Research Products
(10 results)
