2022 Fiscal Year Research-status Report
Increase in Efficiency of Photopolymerizable Thin Film Surface Relief by Surface Modification Approach
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22K05237
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
生方 俊 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00344028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 俊幸 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30313472)
須丸 公雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (40344436)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 表面レリーフ / 光物質移動 / アントラセン / 光二量化 / 表面修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光重合性・光架橋性材料による高性能な表面レリーフを実現することを目的として、当該年度は、（1）光重合性・光架橋性材料の開発、（2）光応答性薄膜の作製と表面レリーフ形成能評価、（3）表面修飾基板の最適化、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めた。
（1）光重合性・光架橋性材料の開発の計画においては、新たに一つの新規ビスアントラセンを合成し、溶液中および薄膜中における光反応性を調査し、これまでに開発してきた一連のビスアントラセンとの比較を行った。その結果、嵩高い接続官能基を有するビスアントラセンの方が、同じ温度における光反応性は低下するものの、薄膜の安定性が向上することを見いだした。
（2）光応答性薄膜の作製と表面レリーフ形成能評価の計画において、既に研究室で開発を進めているビスアントラセンを用いて薄膜を作製し、光誘起表面レリーフ形成能について評価を進めた。パターン露光における光強度・照射時間・周期のパラメータに関して、形成する表面レリーフの断面形状や高低差との相関を見いだした。また、形成した表面レリーフの消去可能/不可能の境界条件を見いだし、高低差約200 nmの表面レリーフについて可逆的な消去・再形成を実現した。
（3）表面修飾基板の最適化の計画において、アントラセン基を有する3種類のシランカップリング剤を合成し、ガラス基板への吸着膜作製条件の検討を行った。また、これらの表面修飾基板上にビスアントラセン薄膜を作製し、ビスアントラセン薄膜の脱濡れ温度を評価した。その結果、シランカップリング剤が単層的に表面吸着している条件においては、修飾密度が高い程、ビスアントラセン薄膜の脱濡れ抑制能が高いことを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度は、（1）光重合性・光架橋性材料の開発、（2）光応答性薄膜の作製と表面レリーフ形成能評価、（3）表面修飾基板の最適化、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めてきた。（1）の計画においては、新規ビスアントラセンを合成し、溶液中および薄膜中における光反応性を調査した。嵩高い接続官能基を有するビスアントラセンの方が、同じ温度における光反応性は低下するものの、薄膜の安定性が向上する知見を得た。（2）の計画において、形成する表面レリーフの形状や高低差と、パターン露光における光強度・照射時間・周期との相関を見いだし、高低差200 nmの表面レリーフについて可逆的な消去・再形成を実証した。さらに（3）の計画において、表面修飾基板の最適化が達成されたことにより、（2）の研究計画の達成を推進した。以上より、ほぼ計画通りに進行し、研究目的は概ね計画通りに達成された。
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| Strategy for Future Research Activity |
光重合性・光架橋性材料材料として、これまでに得られた知見を踏まえ、最適な材料を設計・合成し、この薄膜を用いて表面レリーフ形成能を評価する。また、二層膜化に向けて、光不活性層の構築を進める。さらにこの光重合性・光架橋性材料材料のオンデマンド精密パターン光照射による細胞制御への展開を図る。
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| Causes of Carryover |
申請時に購入を予定していたフォトダイオードアレイ型の検出器を他の助成金により購入することができたため、次年度使用額が生じた。これらは、フォトマスクなどの消耗品の購入に使用することを予定している。
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