2014 Fiscal Year Research-status Report
バイオテンプレートプロセスによる電磁波応答材料の開発
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25420751
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鎌田 香織 東京工業大学, フロンティア研究機構ERATO彌田超集積材料プロジェクト, 准教授 (00361791)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオテンプレート / 珪藻 / 電磁波応答 / 金属ホールアレイ / 異常透過 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、自然界の周期的マイクロ構造をバイオテンプレートとする高周波帯域電磁波応答材料の作製を目的とし、1. 電磁波応答に適した構造をもつ藻類・バクテリア・植物組織の探索、2. 電気伝導体への転写（バイオテンプレート）プロセスの確立、3. 電気伝導性マイクロ構造体の配向制御、4. 電磁波応答特性の測定とサンプル形態の確立の4項目を通じて、生物・植物が自らつくりだす特異なマイクロ構造を電磁波応答材料として活用し、これまでのように人工的構造形成にエネルギーを傾注する研究手法から脱却した材料作製プロセスを提案するものである。
平成26年度は、前年度までに選定した電磁波応答に適したミクロ構造をもつ藻類コアミケイソウおよびタラシオシラを対象に微小金属構造体の作製プロセスの開発を主に行った。始めに、鋳型となるこれら珪藻の純粋培養条件の探索と量産性の検討を行ったところ、別種珪藻スケレトネマとの共生により非常に良好な増殖が見られることを明らかにした。鋳型珪藻へのテンプレートプロセスはこれまで実績のある無電解めっきを用い、検討を行った。洗浄後の珪藻被殻は、清浄なシリカから構成されるため、めっき核であるパラジウム微粒子の吸着が困難である問題点があった。そこで、電荷付与のアルカリ前処理を施したところ、被覆率80 %程度の金属被覆を達成することができた。
得られた珪藻を鋳型とした微小金属構造体の光学特性評価を目指し、顕微分光測定装置をあらたに立ち上げた。微小金属構造体の珪藻胞紋由来の直径1ミクロン程度の一つのホールの透過率・反射率測定を行ったところ、一般的な金属ホールアレイにみられる光の異常透過現象に類似のスペクトルパターンが得られた。今年度行った金属ホールアレイとしての光学特性評価を今後より詳細に検討し、あたらしい光学材料としての可能性を検討する予定である。
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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
本研究の申請時に予定した、平成26年度の研究実施計画を概ね完了できた。具体的には、本研究に適した微生物（バイオテンプレート）の大量培養と無電解めっきを介した金属被覆構造の作製に成功した。さらに顕微分光法による表面プラズモン・ポラリトン特性の実測を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
バイオテンプレートプロセスによりこれまでに作製した金属ホールアレイのより詳細な光学特性評価を通じ、あたらしい光学材料としての可能性を検討する。特に、これまではリソグラフィーによって主に作製されていた2次元的な金属ホールアレイプレートでは実現できない3次元構造の特異的な特性、たとえば溶液分散中における光の異常透過現象や生物本来のもつ階層的な構造を生かしたコンビナトリアルな光学特性評価への展開を検討する。
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| Causes of Carryover |
バイオテンプレートプロセスにより作製したサンプルの光学特性評価を行うための顕微分光装置のセットアップを行ったが、光学系および制御の検討を詳細に行う必要があったため、対物レンズやCCDカメラの選定を次年度に行うことになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額を用い、顕微分光のセットアップ完了を行う予定である。具体的には、対物レンズおよび制御用PCを使用計画としている。
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