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ナノ・マイクロスケールのフジツボ状多孔質膜の形成に関する基礎研究及び高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 17K05023
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関徳島大学 (2019)
同志社大学 (2017-2018)

研究代表者

江本 顕雄  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任講師 (80509662)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードコロイド微粒子 / フジツボ状孔構造 / 多孔性膜 / ポリスチレン / ポリビニルアルコール / ソフトインプリント / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

本研究では、フジツボ状多孔質膜の形成に関する基礎研究および高機能化の検討を行った。まず、当該孔構造について系統的な調査が実施できるよう、作製プロセスを改良した。これにより再現性が確保され、孔構造形成の支配要因を特定し、形成メカニズムを明らかにすることができた。更に、ハイドロキシアパタイト(HAp)を利用した孔構造の機械的特性の強化の検討を実施した。結果として、HApの最適な導入条件を見積もることができた。また、金属膜を積層したセンシングチップをマイクロ流路チップに導入し、期待されたセンシング特性を得ることができた。これにより、センシング応用の可能性を実証することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の主題である「フジツボ状多孔質膜の形成」は、既存の微細構造形成プロセスとは大きく異なるメカニズムに基づいている。具体的には、微細な疎水性高分子のテンプレートを親水性高分子でコーティングした後に、特定溶媒の浸透性を利用して内部の疎水性高分子のみを膨潤させ、その圧力で外側の親水性高分子の層を破壊して、孔構造を形成する。このような特殊なプロセスを利用することで、従来の微細構造加工技術では再現できない曲面で覆われた構造を作製することができる。即ち、新たな機能性表面を実現できる可能性を有しており、機能性デバイスの発展に貢献できるものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Decimating Spatial Frequency Components in Periodically Modulated Nanoscale Surface Structures for Sensing of Ambient Refractive Index Changes2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Ando, Aki Kato, Takashi Fukuda, and Akira Emoto
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 7 ページ: 3513-3521

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b03811

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Technique for detecting flaws in metallic surfaces using an optical system with phase-type blazed gratings2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Ogawa, Takashi Fukuda, and Akira Emoto
    • 雑誌名

      JOURNAL OF MODERN OPTICS

      巻: 66 号: 4 ページ: 390-398

    • DOI

      10.1080/09500340.2018.1533045

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of interference fringes based on three circularly polarized beams targeted for birefringence distribution measurements2018

    • 著者名/発表者名
      AKITO SHIMOMURA, TAKASHI FUKUDA, AND AKIRA EMOTO
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57 号: 25 ページ: 7318-7324

    • DOI

      10.1364/ao.57.007318

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ag-coated submicron particles of polystyrene formed by dewetting process and their application in multi-functional biosensor-chips2018

    • 著者名/発表者名
      Marie Taguchi, Tasuku Ogami, Jun Ando, Takashi Fukuda, Akira Emoto
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 558 ページ: 171-178

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2018.07.007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高機能バイオセンサーチップの開発 -微細構造形成からチップ作製および検出システムの開発まで-2020

    • 著者名/発表者名
      江本顕雄、福田隆史
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会 第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フジツボ状多孔 性膜の作製条件における孔構造サイズの影響2020

    • 著者名/発表者名
      江本顕雄、安藤潤、福田隆史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリビニルアルコールでコートされたポリスチレン鋳型から作製する微細な多孔性表面2019

    • 著者名/発表者名
      江本顕雄、安藤潤、福田隆史
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fine porous structures fabricated from poly(vinyl alcohol)-coated polystyrene templates for functional biosensing chip2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Emoto, Jun Ando, and Takashi Fukuda
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Simulation of diffraction characteristics of Eccentric Fresnel Lenses for a Compact Spectrometer2019

    • 著者名/発表者名
      Kenya Tanaka, Ryo Ohara, Takashi Fukuda, and Akira Emoto
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 銀コートされたポリスチレン微粒子の反射および散乱特性2019

    • 著者名/発表者名
      吉永 武真志、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会(東京工業大学)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フジツボ状多孔質膜の作製とセンシング応用の検討2019

    • 著者名/発表者名
      安藤 潤、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会(東京工業大学)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag-coated submicron particles of polystyrene formed by dewetting process and their application: multi-functional biosensor-chips2018

    • 著者名/発表者名
      M. Taguchi, T. Ogami, T. Fukuda, A. Emoto
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication, (ODF ‘18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of barnacle-like porous structure in a submicron scale for a highly-functional biosensor chip2018

    • 著者名/発表者名
      J. Ando, T. Fukuda, A. Emoto
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication, (ODF ‘18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and fabrication of eccentric Fresnel lenses for a compact spectrometer based on a inline optical arrangement2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Aburatani, T. Fukuda, A. Emoto
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication, (ODF ‘18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリスチレンのspinodal dewetting による微粒子形成を利用したセンサーチップ2018

    • 著者名/発表者名
      田口巴里絵、大上丞、福田隆史、江本顕雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フジツボ状多孔質膜の作製とセンシング応用の検討2018

    • 著者名/発表者名
      安藤潤、福田隆史、江本顕雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ソフトインプリントを用いた残膜の無い孤立した高分子パターニングの検討2017

    • 著者名/発表者名
      安藤潤、福田隆史、江本顕雄
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フジツボ状多孔質膜の作製とセンシング応用の検討2017

    • 著者名/発表者名
      江本顕雄、浦野勝平、福田隆史
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 江本顕雄、鶴島数也、福田隆史2017

    • 著者名/発表者名
      基材レスシリコーン粘着剤の各種基板に対する接着特性
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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