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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ポテンシャルエネルギー駆動バイオミメティック液体操作

Research Project

Project/Area Number 24686076
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

石井 大佑  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60435625)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords表面・界面物性 / 複合材料・物性 / 自己組織化 / 超撥水 / 液滴操作 / 生物模倣 / 微細構造 / 表面修飾
Research Abstract

本年度は、バラの花の機能を超越した刺激応答性のある水滴吸着をもつ超撥水表面の創成と微小液滴操作に関して重点的に研究を行った。
これまでに、凹凸構造由来の超撥水性と水滴吸着性をもつ親水性ドーム構造とを複合することで、吸着性超撥水表面を作製した。この水滴吸着可能な超撥水性表面の親水性ドメインの分布密度勾配を付与したり、温度やpH応答性を付与したりすることで、微小水滴の吸着性を制御できることを見いだした。本年度は、親水性ドメインに分子吸着選択性を付与し、液滴中から選択的に物質吸着可能な表面の創成を試みた。
具体的には、超撥水性を示す高分子凹凸構造表面に、機能性無機微粒子(分子吸着性をもつシリカ等)の機能ドメイン構造をハイブリッドさせ、超撥水性を保ちつつ、無機材料の有する多様な表面特性を発現させた。作製した機能性無機ドメイン融合超撥水表面の走査型電子顕微鏡画像を図2に示す。無機ドメインには直径500nmのシリカ微粒子を用いた。今後は、有機分子の吸着性を評価し、超撥水表面上における分子選択吸着に基づく多様な液滴操作について検討し、これまでに無い微量組成分離プロセスの構築を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究成果も論文投稿しており、おおむね順調に進展していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

今後も、研究計画に従って研究を遂行する。本研究申請では、4つの関連している生物模倣材料の研究を試みているが、必要であれば、的を絞っていくことも勘案している。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

購入予定装置の選定が遅れているため、次年度以降へ予算をまわした。
遅れていた装置の購入を予定している。

  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Preparation of Biomimetic High Adhesive Superhydrophobic Polymer Pillar Surfaces with Crown-Like Metal Microstructures2014

    • Author(s)
      Ishii, Daisuke; Shimomura, Masatsugu
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      Volume: 14 Pages: 7611-7613

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1166/jnn.2014.9582

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A thin polymer membrane, nano-suit, enhancing survival across the continuum between air and high vacuum2013

    • Author(s)
      Yasuharu Takaku, Hiroshi Suzuki, Isao Ohta, Daisuke Ishii, Yoshinori Muranaka, Masatsugu Shimomura, Takahiko Hariyama
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 110(19) Pages: 7631-7635

    • DOI

      10.1073/pnas.1221341110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バイオミメティックアプローチによる水滴pHにより吸着制御可能な超撥水表面2013

    • Author(s)
      石井大佑、高橋章仁、下村政嗣
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 70(5) Pages: 209-213

    • DOI

      10.1295/koron.70.209

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Water transport mechanism through open capillaries analyzed by direct surface modifications on biological surfaces2013

    • Author(s)
      Daisuke Ishii, Hiroko Horiguchi, Yuji Hirai, Hiroshi Yabu, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Kaoru Tsujii, Tateo Shimozawa, Takahiko Hariyama, Masatsugu Shimomura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 3 Pages: 3024.

    • DOI

      10.1038/srep03024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In-Situ Preparation of Biomimetic Thin Films and Their Surface Shield Effect for Organisms in High Vacuo2013

    • Author(s)
      Hiroshi Suzuki, Yasuharu Takaku, Isao Ohta, Daisuke Ishii, Yoshinori Muranaka, Masatsugu Shimomura, Takahiko Hariyama
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8(11) Pages: e78563

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0078563

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超撥水表面における水滴吸着の温度応答制御

    • Author(s)
      石井大佑、髙橋章仁、下村政嗣
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
  • [Presentation] 高分子微細構造を利用したバイオミメティック液体操作

    • Author(s)
      石井大佑
    • Organizer
      グリーンサイエンス講演会2013
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Invited
  • [Presentation] Water Droplet Handlings on High Adhesive Superhydrophobic Surfaces

    • Author(s)
      Daisuke Ishii, Masatsugu Shimomura
    • Organizer
      The 7th World Congress on Biomimetics, Artificial Muscles and Nano-Bio (BAMN2013)
    • Place of Presentation
      Jeju Island, South Korea
    • Invited
  • [Presentation] 高分子複合超撥水微細構造によるバイオミメティック液滴操作

    • Author(s)
      石井大佑
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Invited
  • [Presentation] 高分子微細構造を利用したバイオミメティック液体操作

    • Author(s)
      石井大佑
    • Organizer
      H25年度東海高分子研究会
    • Place of Presentation
      長良川観光ホテル石金
    • Invited
  • [Presentation] 高分子微細構造を利用したバイオミメティック液体操作

    • Author(s)
      石井大佑
    • Organizer
      2013年度構造色研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立科学館
    • Invited
  • [Presentation] フナムシの脚の微細突起構造を模倣した水輸送流路の開発

    • Author(s)
      石井大佑、堀口弘子、針山孝彦、下村政嗣
    • Organizer
      第22回ポリマー材料フォーラム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
  • [Presentation] Biomimetic Adhesive Superhydrophobic Surface for Water Droplet Manipulation

    • Author(s)
      Daisuke Ishii
    • Organizer
      The 15th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME 2013)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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