2014 Fiscal Year Annual Research Report
生物にみられるナノヘア構造による把持・脱離機構を応用した厳密な可逆接合
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24560875
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 邦夫 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (70226827)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ヘムタビー パソムポーン 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (00401539)
齋藤 滋規 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (30313349)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 凝着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヤモリなどの昆虫は固体間凝着現象を利用したナノヘア構造により様々な平面に容易に着脱できる．この構造を用いた可逆接合プロセスの確立のためには脱離のメカニズムが重要になる．ヤモリのヘア構造をモデルにした梁構造の凝着ディバイスによる凝着力測定実験にとって脱離のメカニズムを実験的に明らかにし，理論解と比較検討する．本年度は，特に，梁集合体による把持と脱離のメカニズムについて実験的に検討した．
実験では，直径１００ミクロンのＴｉＮｉ合金複数本を一列に並べて作った傾斜状梁集合体を，表面粗さのある対象物体と凝着させた．その状態で梁集合体の根元に対し，外部より，凝着面に平行な水平力とそれに直行した垂直力を与え梁集合体の凝着力（把持力）を測定した．実験結果は，バラツキがあるものの，梁の傾斜方向の凝着力が最も強く，その方向からずれるに連れて凝着力が減少することを定性的に得られた．このことは，梁集合体構造による把持力は，外部から与えられる水平力にも依存し，それによって制御可能であることを意味する．つまり，長い進化の過程においてナノヘア構造を獲得したヤモリは，水平力と垂直力の制御のみで天井にぶら下がり，機敏に動くことが可能になることを示唆している．また，単純な原理で制御または設計できるということは工業的な応用にとって重要な意義を持っている．一方，梁集合体が脱離する条件として梁の端面における凝着仕事だけでなく対象物体の表面粗さの程度にも依存する．より大きな把持力と同時に容易な脱離機能を発揮するためには，表面粗さも考慮に入れた脱離条件のより厳密な評価が必要であることが本研究の課題として得られた．
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Research Products
(3 results)
