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走査型顕微光散乱法を用いた三次元内部構造スキャナの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J08392
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関山形大学

研究代表者

渡邉 洋輔  山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード動的光散乱 / 高分子ゲル / スキャナ / 内部構造
研究実績の概要

今年度は、①細胞内部を測定対象とした内部構造スキャナの開発、②電解質ゲルの内部構造解析を進めた。
①細胞内部を測定対象とした内部構造スキャナの開発:走査型顕微光散乱を原理とした、非侵襲・非破壊細胞内部構造スキャナの開発をR社と共同で行った。昨年度得られた成果を含めて、特許出願済みである。従来の走査型顕微光散乱(SMILS)装置と異なる点として、培養ディッシュ上の細胞を測定できるように市販の倒立型顕微鏡をシステムに加えたことが挙げられる。ディッシュ上の細胞にレーザー光が照射され散乱光が取得できることは、顕微鏡に取り付けられたカメラによる取得画像から確認した。細胞主の異なるサンプルの散乱光を観察・解析し、細胞種ごとに異なる傾向を示すことが判明した。相対的な結果を得られた一方で、装置としての絶対値は精察する必要があり、装置内部の光学系、測定中のサンプルの恒常性など改善が不可欠である。
②電解質ゲル内部構造解析:内部構造制御による物性向上を目標とした非破壊構造解析の要請を受け、N社と共同で電解質ゲルの内部構造解析を進めた。ポリアクリル酸ナトリウム(PSA)ゲル、ポリアクリル酸(PAA)ゲルに加え、比較として非電解質ゲルであるジメチルアクリルルアミド(DMAAm)を測定対象として選んだ。力学試験、乾燥熱式含水率測定といった破壊試験を並行することで、SMILSから得られた内部構造情報を精査した。
結果として、電解質ゲルにおいては、破壊試験から得られた構造情報とSMILSから得られた情報に差異が認められた。これは静電反発によるゲルネットワークの剛直性の増大に起因していると予想され、電解質ゲルへの動的光散乱解析に補正手法が必要になることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 走査型顕微光散乱装置による吸水性高分子ゲルの内部構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      酒井和幸, 熊谷大慧, 阿部五月, 渡邉洋輔, 山田直也, 古川英光, 藤本拓, 南絵里菜, 光上義朗, 足立芳史
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 73 号: 6 ページ: 539-546

    • DOI

      10.1295/koron.2016-0036

    • NAID

      130005284259

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3Dゲルプリンティング2016

    • 著者名/発表者名
      岡田耕治、渡邉洋輔、齊藤梓、川上勝、古川英光
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー

      巻: 37 ページ: 81-87

    • NAID

      130005153819

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of mechanical properties and internal structure of novel ionic double-nework gels and comparison with conventional hydrogels2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ahmed, Y. Watanabe, T. Higashihara, H. Arafune, T. Kamijo, T. Morinaga, T. Sato, M. Makino, M. Kawakami, and H. Furukawa
    • 雑誌名

      Microsyst. Technol

      巻: 22 号: 1 ページ: 17-24

    • DOI

      10.1007/s00542-015-2630-4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 走査型顕微光散乱装置による吸水性高分子ゲルの内部構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      酒井和幸, 熊谷大慧, 阿部五月, 渡邊洋輔, 山田直也, 古川英光,藤本拓・南絵里菜・光上義朗・足立芳史
    • 学会等名
      第28回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学山上会館大会議室
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 温度感応性ゲルの体積相転移における架橋剤の手の数の影響2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤 梓、 渡邉 洋輔、 ハスナット カビル、 宮 瑾、 川上 勝、 古川 英光
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] ゲルっていいじゃない -ゲルの製造と応用に向けて-2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉洋輔、古川英光
    • 総ページ数
      392
    • 出版者
      テクノシステム
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 情報処理システム及び情報処理方法2017

    • 発明者名
      古川英光,藤井俊茂,酒井和幸,渡邉洋輔,熊谷大慧,阿部五月
    • 権利者名
      株式会社リコー
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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