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光触媒援用トランスファプリントによる酸化グラフェン積層膜の微細構造化

研究課題

研究課題/領域番号 18H01352
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

金子 新  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (30347273)

研究分担者 武田 伊織  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (70792266)
諸貫 信行  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (90166463)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードトランスファプリント / 光触媒 / 微細構造 / 酸化グラフェン / ナノ粒子 / Au / 薄膜 / ナノ構造 / MEMS / 自己組織化単分子膜 / 離型性
研究成果の概要

本研究では,酸化チタン層をもつスタンプを作製し,光触媒効果で離型層となる有機分子膜を分解し,離型性を促進したトランスファプリントすなわち光触媒援用トランスファプリントを試みた.Au薄膜とポリスチレンをそれぞれ転写薄膜と離型層とした実験により,離型力を1/3程度小さくしたトランスファプリントを実証した.次いで,APAHS自己組織化単分子膜を離型層とすることで,離型性を維持したままプロセス時間の短縮化を実現した.弾性率500GPa以上の酸化グラフェン(GO)ナノ粒子をAu薄膜と積層させ,トランスファプリントを応用して同積層膜を微細構造化させ,高い機械特性とセンサ材料としての有効性を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では光触媒をトランスファプリント(TP)の離型処理に応用している.光触媒効果は一部の高分子加工などを除き,親水化や防汚化が主目的で,離型処理への適用例はない. 提案手法は成膜性と離型性を両立させ,従来の表面改質とは異なる原理で,加工学・表面工学分野で新規性・独創性の高い知見が得られた.また,酸化グラフェン(GO)ナノ粒子をAu薄膜の強化材へ応用し,TPによる微細構造化した.グラフェンは有用な機械材料だが構造化が困難で,GOナノ粒子は機械材料としての応用例が少ない.本研究によりGOナノ粒子の新たな用途を実証でき,ナノ・マイクロ領域の加工学・材料工学で新規性の高い知見が得られた.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

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 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Poly-Pyrrole Membrane Actuator for Cell Stimulation2020

    • 著者名/発表者名
      Kodai Kawaguchi, Yuta Fujita, Kenta Kato, Arata Kaneko
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 14 号: 2 ページ: 167-174

    • DOI

      10.20965/ijat.2020.p0167

    • NAID

      130007806126

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2020-03-05
    • 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] プローブ型表面力測定法に関する研究(第1報) —表面粗さの影響および2プローブによる表面力の間接測定法—2020

    • 著者名/発表者名
      長橋和人,金田恵輔,小林隼人,長谷川真之,島義和,金子新
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 86 号: 1 ページ: 93-98

    • DOI

      10.2493/jjspe.86.93

    • NAID

      130007782518

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • 年月日
      2020-01-05
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The observation of growth and diffusion of electrolytic product in ECM2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneo Kurita, Koji Miyake, Yuto Fujita, Arata Kaneko
    • 雑誌名

      Journal of Manufacturing Processes

      巻: 60 ページ: 636-643

    • DOI

      10.1016/j.jmapro.2020.10.045

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro Fabrication of Au Thin-Film by Transfer-Printing Using Atomic Diffusion Bonding2019

    • 著者名/発表者名
      Arata Kaneko, Taira Katayama, Shun Morishita
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 13 号: 6 ページ: 810-816

    • DOI

      10.20965/ijat.2019.p0810

    • NAID

      130007742701

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2019-11-05
    • 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
  • [学会発表] 微細構造化PPy電極の作製と細胞の電気穿孔への応用2021

    • 著者名/発表者名
      金子新,加藤陽平,数藤智美
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜を用いた光触媒援用トランスファプリント2021

    • 著者名/発表者名
      汪軻,春日祐人,孔維鋼,金子新
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 厚膜レジストにおける150kV電子ビームリソグラフィーの優位性2021

    • 著者名/発表者名
      杉原達記,金子新
    • 学会等名
      2021年第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Micro/nano-printing of metal and nanoparticle thin film and its application to MEMS device2020

    • 著者名/発表者名
      Arata Kaneko, Akihiro Mori, Keisuke Kanada, Chen Sumin, Wang Ke
    • 学会等名
      the JSME 2020 Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials and Processing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質被膜プローブの作製と表面力測定への応用2020

    • 著者名/発表者名
      高嶋健,小林隼人,長谷川真之,島義和,金子新
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] トランスファプリントとインクジェットを用いたAu/GOマイクロ振動子の作製2020

    • 著者名/発表者名
      春日祐人,金田恵輔,金子新
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Sustained Drug Release System using Poly-pyrrole Membrane Micro-actuator2020

    • 著者名/発表者名
      Kodai Kawaguchi, Kenta Kato, Arata Kaneko
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プリント技術を応用した酸化グラフェン/Auマイクロ振動子の作製2020

    • 著者名/発表者名
      金田恵輔,金子新
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メンブレン型PPyアクチュエータを応用した薬剤徐放システムの作製2020

    • 著者名/発表者名
      加藤健太,川口晃大,金子新
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Poly-pyrrole Actuator for Bio/Micro-device,2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kawaguchi, K. Kato, Y. Kato, A. Kaneko
    • 学会等名
      the TMU International Symposium: Multi-Scale Biomechanics, Nano- to Macro-scale
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transfer-printing of Thin-film for Micro/Nano-structure2019

    • 著者名/発表者名
      Arata Kaneko
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Advances in Abrasive Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Nanostructured Poly-pyrrole as a Scaffold of Cultured Cell2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kato, Shogo Serizawa, Arata Kaneko
    • 学会等名
      the 8th International Conference of ASPEN
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化グラフェンナノ粒子のパターニングに関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      金子新,金田恵輔,菅原鈴子,上田陽太
    • 学会等名
      日本機械学会・第13回 生産加工・工作機械部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェンナノ粒子の表面力とトランスファプリント2019

    • 著者名/発表者名
      金田恵輔,長橋和人,小林隼人,長谷川真之,島義和,金子新
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Au 薄膜のトランスファプリントにおける離型性と接着性の向上2019

    • 著者名/発表者名
      森下隼,川畑敦士,中村一生,金子新
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 表面機能によるトランスファプリントの転写性向上と微細構造作製2019

    • 著者名/発表者名
      金子新,森下隼,片山泰良
    • 学会等名
      日本機械学会・第12回 生産加工・工作機械部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Micro-Transfer-Printing with Photocatalytic Effect and Atomic Diffusion Bonding2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneko, S. Morishita, K. Annou, T. Katayama, K. Kanada
    • 学会等名
      The 5th Asian Symposium on Materials & Processing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationship between growth and diffusion of electrolytic product and machining efficiency in ECμM2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuneo Kurita, Yuto Fujita, Koji Miyake, Arata Kaneko
    • 学会等名
      ACSIN-14&ICSPM26
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro Fabrication of Au Thin-film by Transfer-printing with Atomic Diffusion Bonding2018

    • 著者名/発表者名
      Arata Kaneko, Taira Katayama, Atsushi Kawahata, Shun Morishita
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Au薄膜のトランスファプリントを応用した微細構造作製2018

    • 著者名/発表者名
      金子新
    • 学会等名
      日本溶接学会・第123回マイクロ接合研究委員会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粒子膜・薄膜を利用した微細構造作製とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      金子新
    • 学会等名
      日本材料学会・第50回生体・医療材料部門委員会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トランスファプリントを利用した微細構造作製と表面力2018

    • 著者名/発表者名
      金子新
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会・第3回表面力研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トランスファプリントを利用した微細構造作製2018

    • 著者名/発表者名
      金子新
    • 学会等名
      理研シンポジウム(第13回オデマンド-マイクロ合同シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TiO2成膜スタンプによるAu薄膜の光触媒援用トランスファプリント2018

    • 著者名/発表者名
      森下隼,川畑敦士,金子新
    • 学会等名
      2018年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェンナノ粒子のトランスファプリントと表面力による転写性評価2018

    • 著者名/発表者名
      金田恵輔,金子新
    • 学会等名
      2018年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Micro and Nano Fabrication Technology (Part IV:Surface Micro-/Nanostructuring Using Self-Assembly of Fine Particles)2018

    • 著者名/発表者名
      Arata Kaneko
    • 総ページ数
      957
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811300974
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 金子研究室

    • URL

      https://www.comp.sd.tmu.ac.jp/kanekolab/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京都立大学・システムデザイン研究科・年報

    • URL

      https://www.sd.tmu.ac.jp/research/annual_report.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 金子研究室

    • URL

      http://www.comp.sd.tmu.ac.jp/kanekolab/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 金子研究室ホームページ

    • URL

      http://www.comp.sd.tmu.ac.jp/kanekolab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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