2014 Fiscal Year Research-status Report
有機高分子薄膜による医用圧電ナノアクチュエーター材料の開発
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25600063
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
吉木 啓介 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60432548)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コラーゲン / 圧電素子 / SHG顕微鏡 / 電気化学法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コラーゲン薄膜の作製方法としてコラーゲン溶液から電気化学的に線維を生成する手法により，より細い線維の作製を試みた．従来は１００μｍ程度の太さを持つ線維しか作成できなかったが，カッティングプロッタの採用により電極間隔の縮小に成功し，より細い線維の作製を行うことが出来た．電極間隔は従来の銅電極では3mm程度のものを利用していたが，本実験では200μｍの間隔まで縮小することが出来た．その結果，電極間隔と線維の太さの間に正の相関が見られることがわかり，最小で8μｍの太さの線維を得ることに成功した．同時に，４μｍ程度の太さが限界ということも外挿により明らかとなり，これはアキレス腱コラーゲンをSHG顕微鏡で観察した際の線維間隔にも概ね一致し，線維束の生成メカニズムに関係すると考えられる．本成果を平板電極に応用することによって，平板状コラーゲン薄膜を生成することによって，それ自体が薄膜デバイスの素材となるのみならず，ドライプロセスであるスパッタ工程のためのターゲットとしても利用可能である．
また，作製したコラーゲンの力学特性を計測するための引張試験機の開発も行っており，試験片となるコラーゲン線維の把持を行う方法について検討した．方法はDEP法による把持電極へのコラーゲン分子の引き寄せと，その後の電気化学法による線維の形成によって，１対の電極によって把持されたコラーゲン線維の作製に成功した．また，一連の実験を可能にする実験環境として，位相差，微分干渉，偏光，蛍光，SHG等の顕微観察を，試料を動かすこと無く切り替えて行えるシステムを構築し，コラーゲン線維束一本でも観察可能，かつ，線維の性質を多角的に評価可能なな研究環境を整えた．
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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
スパッタリングターゲットの開発を行う過程で，薄い（細い）コラーゲン構造体の作製には，想定していたより多くの作製条件をかみしなければならないことが明らかとなったため，その追求に時間を多く割くこととなった．しかし，そのことによってスパッタリング以外でもアクチュエーターが作製できる可能性も示唆されたため，工程にそれほど遅れは生じていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
本実験結果より，電極間隔をこの間隔より狭くすれば，線維束より小さなコラーゲン単位構造を作製出来る可能性があると考えている．その場合，当初予定していたドライプロセスによるナノ薄膜より簡便にウェットプロセスによる薄膜の生成が可能となる．ドライプロセスの可否は検討するが，研究の重点をウェットプロセスへ移すことにより，より効果的な薄膜作成法を目指す予定である．
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