2014 Fiscal Year Annual Research Report
機能集積ハイドロゲル素子作製のためのナノ・マイクロ加工プロセス
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23560856
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
島本 直伸 独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 客員研究員 (50386629)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | ハイドロゲル / 微細加工 / フォトニッククリスタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハイドロゲルは高分子鎖ネットワーク中に多量の水分を含む材料で、その柔軟性と含水性から生体に近い高分子材料として注目され、様々な機能が研究されてきた。しかし、その柔軟性や含水性からハイドロゲルには既存のナノ・マイクロスケールの精密加工技術を適用できず、デバイス等への応用ができなかった。本研究では、金属薄膜の微細パターンを作製した固体基板上でハイドロゲルを重合することにより、金属パターンをハイドロゲル上へ転写する方法を開発した。この金属パターンはハイドロゲルの膨潤・収縮による体積変形に追従しており、高分子ハイドロゲルにアルミや金等の金属の異種物質の接合とナノ・マイクロ構造の作製を同時に実現した。ハイドロゲル上にマイクロメートルスケールの回折格子パターンを作製することにより、ハイドロゲルの体積変形の過程をナノスケール・ミリ秒オーダーで計測することに成功した。さらに、サブミクロンオーダーの正方格子パターンでは、ハイドロゲルの体積変化による可視光域での色調変化が確認された。その吸収スペクトルの測定から吸収波長をハイドロゲルの膨潤・収縮により自由に変調できるフィルタ素子やフォトニッククリスタルの可能性を示すことができた。
最終年度は、これまで確立してきたハイドロゲルと微細加工技術の今後の応用発展の可能性を調べるために、ナノ構造を大面積に作製するための電子線描画の方法やゲルを大気中で安定化させるためのイオン液体の導入を実際に検討した。
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