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カプセル型マイクロ燃料電池の創製と微小凝集体の自己分散制御

研究課題

研究課題/領域番号 16K14250
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

河合 晃  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (00251851)

研究分担者 加藤 有行  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10303190)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード燃料電池 / 微細加工 / MEMS / 電子デバイス / 医療システム / フォトレジスト / イオン導電体 / 生体発電 / マイクロ / カプセル / 3次元光造形 / IoT / リソグラフィ / DMFC / 集積化 / マイクロカプセル / グルコース / マイクロチューブ / 表面張力 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

本研究では、直径が数10~100ミクロンサイズのカプセル型燃料電池を作製し、アルコールやグルコースなど液体燃料環境下において自己発電させることで、工業用微粒子の新規凝集構造や生体内赤血球などの凝集性に効果的な作用を発現させる。電池セル構造を作製し、それを200チップに集積化させて電池としての出力機能性を発現させた。特に、貫通孔構造が高精度に機能できた。微粒子凝集の電池電位制御は、原子間力顕微の帯電電位像の測定により決定した。正負の表面電位が交互に配置することにより、クーロン相互作用を強く働かせた凝集構造を実現した。原著論文2報、国際学会発表2報、国内学会発表2回の成果を創出した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 18件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Three-Dimensional Analysis of Liquid Propagation at Microchannel Junction using ESEM2017

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yagi and Akira Kawai
    • 雑誌名

      J. Photopolymer Science and Technology

      巻: 30 ページ: 709-714

    • NAID

      130006309127

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application to Artificial Skin of Double Cone Tube Made of Acrylic Resin Formed by Micro Stereolithography2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Yamane and Akira Kawai
    • 雑誌名

      J. Photopolymer Science and Technology

      巻: 30 ページ: 345-350

    • NAID

      130005950276

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Negative pattern formation in positive resist layer by EB / UV hybrid lithography2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nakano, Kenta Takahashi, Akira Kawai
    • 雑誌名

      J. Photopolymer Science and Technology

      巻: 29 ページ: 603-606

    • NAID

      130005261802

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ Monitoring of TMAH Developer Intrusion into Resist Film by C-V Method2016

    • 著者名/発表者名
      Hodaka Shirataki, Akira Kawai
    • 雑誌名

      J. Photopolymer Science and Technology

      巻: 29 ページ: 817-818

    • NAID

      130005337942

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Sub-Pattern on Guiding Liquid Propagation at Microchannel Junction2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yagi, Akira Kawai
    • 雑誌名

      J. Photopolymer Science and Technology

      巻: 29 ページ: 833-834

    • NAID

      130005337943

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fabrication of Double Cone Tube Formed by Micro Stereolithography for Molding of Three-Dimensional Metal Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Yamane and Akira Kawai
    • 学会等名
      The 6th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application to Artificial Skin of Double Cone Tube Made of Acrylic Resin Formed by Micro Stereolithography2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Yamane and Akira Kawai
    • 学会等名
      The 34th International Conference of Photopolymer Science and Technology (ICPST-34)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Durability of Resist Film in TMAH Developer Analyzed by C-V Method"2017

    • 著者名/発表者名
      Hodaka Shirataki, Akira Kawai
    • 学会等名
      International Conference of Science of Technology Innovation 2017 (STI-Gigaku 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Ultra Thin Continuous Resist Film Less Than 10nm2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Maruyama, Akira Kawai
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2016)
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biomimetic Fabrication of Gas Storage System in Micro Two Step Cone Tube2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Yamane, Akira Kawai
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2016)
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Smooth Fluid Flow at Micro Channel/Tube Junction2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yagi, Akira Kawai
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2016)
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Micro Heating System to Plant Vital Control2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kai, Akira Kawai
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2016)
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of TMAH Developer Intrusion into Resist Film by C-V Curve of MIS Capacitor2016

    • 著者名/発表者名
      Hodaka Shirataki, Akira Kawai
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka (IGCN 2016)
    • 発表場所
      Nagaoka University of Technology
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Micro Cone Shape Tube Utilizing for Gas Trap Sysytem2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Yamane, Tomohiro Maruyama, Yosuke Sakurai, Akira Kawai
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric Dispersion Analysis of Resist Materials by Parallel Plate Capacitor Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawai, Hodaka Shirataki, Hiroki Sasazaki, Shogo Ohtani
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Nanoscale Bubble and Polymer Aggregate Adhered on Substrate by using Atomic Force Microscope (AFM) Tip2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawai, Hodaka Shirataki, Kazuho Kai, Natsumi Yagi, Katsuaki Yamane, Tomohiro Maruyama
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of SAN (Self-Assembled Network) Structure Formed in Ultra Thin Film by using AFM (atomic force microscope)2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Maruyama, Katsuaki Yamane, Hiroki Nakano, Akira Kawai
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fuel Cell Operation in Liquid Environment by Gas-Liquid Interface Control System2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawai, Katsuaki Yamane, Masaya Shinozaki, Yosuke Sakurai
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bubble Trap Analysis for Smooth Fluid Flowing in Micro Channel / Tube Network2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Yagi, Kazuho Kai, Tomotaka Ariga, Hotaka Endo, Akira Kawai
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combination of Micro-Heater and Water Channel Device and Its Application to Plant Cell Vital Control2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kai, Natsumi Yagi, Yuta Noguchi, Akira Kawai
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Negative Pattern Formation in Positive Resist Layer by EB / UV Hybrid Lithography2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawai, Tomohiro Maruyama, Hiroki Nakano
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TMAH Developer Intrusion into Resist Film Analyzed by C-V Method of MIS Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Hodaka Shirataki, Akira Kawai
    • 学会等名
      42nd Micro and Nano Engineering (MNE2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Negative pattern formation in positive resist layer by EB / UV hybrid lithography2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nakano, Kenta Takahashi, Akira Kawai
    • 学会等名
      International Conference of Photopolymer Science and Technology ICPST-32
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 最新フォトレジスト材料開発とプロセス最適化技術2017

    • 著者名/発表者名
      河合 晃
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312637
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 高分子の残留応力対策2017

    • 著者名/発表者名
      河合 晃
    • 総ページ数
      480
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861046483
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] シランカップリング剤の使いこなし ノウハウ集2016

    • 著者名/発表者名
      河合 晃、他
    • 総ページ数
      384
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://kawai.nagaokaut.ac.jp/achievements.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ナノ・マイクロシステム工学研究室

    • URL

      http://kawai.nagaokaut.ac.jp

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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