磁性ナノ粒子を用いた人工繊毛によるメタクロナール波の発現
Publicly Offered Research
| Project Area | Innovative Materials Engineering Based on Biological Diversity |
|---|
| Project/Area Number |
15H01600
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Complex systems
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
津守 不二夫 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10343237)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
|
| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
|
|---|
| Keywords | 生体模倣 / 生体規範 / 繊毛 / アクチュエータ / 磁性粒子 / マイクロマシン / 機能性表面 / マイクロアクチュエータ / ソフトアクチュエータ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
微生物の表面や哺乳動物の気管には繊毛状の構造が絨毯のように生えており，この個々の繊毛構造が往復運動を行うことにより，流体の搬送や吸入した異物の搬送除去といった機能を実現している．本研究ではこのような繊毛を人工的に再現することを目的としている．
利用する材料は磁性粒子を分散させたゴム材料である．すなわち磁性ゴム材料と言える．この材料は柔軟であり，外部磁場により駆動することが可能である．繊毛状の構造をこの材料で作製し，磁場による駆動を行った．
一つ目の成果として，簡単な回転磁場の印加により生体と同様の挙動を示す人工繊毛を駆動できたことである．微細な領域では行きと帰りで異なる動きをすることにより初めて流れを起こすことが可能となる．この方法で自然界の動きを模倣することに成功した．
二つ目の成果としては，メタクロナール波の実現である．天然の繊毛群は稲穂が風になびくように，その動きの位相を伝播させながら駆動している．この位相の伝播により流体搬送効率が上昇することは，流体解析を使った研究により既に知られているが，微細構造で実現することは困難であった．本研究ではゴム材料を硬化中に磁場を印加することにより，各繊毛に磁気的な異方性を付与することにより，同一の磁場中で異なる位相の運動を行う人工繊毛を開発することに成功した．これは微細レーザ加工装置を組み合わせた新たに提案した手法を用いることにより初めて実現したものである．
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
