電気・光刺激を利用したマイクロアクチェエータや人工筋肉への応用を目指すインテリジェントゲルの化学構造・特性および機能向上

• Project/Area Number: 04F04731
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 長田 義仁 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): LONGIERAS N.R. 北海道大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ダブルネットワークゲル / 三次元パターニング / 高分子ゲルアクチュエータ

Research Abstract

人工筋肉の動きは、高分子の体積がpH、溶媒、温度などの外的刺激に応答して変化することによって生じる。我々は、新規な非常に高い機械的強度を持つ二重網目構造(ダブルネットワーク)ゲルを用いて、生体親和性を有する新たなマイクロアクチュエータを開発することに着手した。ダブルネットワークゲルの構造や材料を向上させ、レーザーゲル光加工技術を用いて、二次元、あるいは三次元にパターニングを行った。これらの方法を用いることによりさらに高分子ゲルアクチュエータの作製を試みた。すなわち刺激応答性高分子ゲルに二重網目構造(ダブルネットワーク)を導入することにより、充分な機械的強度をもつ高分子ゲルを合成し、さらに光加工技術を用いた実験を行い、刺激応答性高分子ゲルを三次元的にパターンニングすることで、アクチュエータを作製する合成法やパターンの形状を広く変えて、その運動性や応答性を向上させるとともに、その運動制御も同時に目指した。
その結果UV光源を用いることにより、三次元の7μmの解像度でパターンが得られた。また有機溶媒を用いた場合には、2フォトン吸収(可視光線)を用いることでパターンの作成が可能であることが分かった。研究の最終段階では、新たなアクチュエータの構想を提示するに至った。