| 研究課題/領域番号 |
20K04391
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
原 雄介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90452135)
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| 研究分担者 |
南川 博之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00358110)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ゲル / アクチュエータ / マイクロ流路 / ソフトアクチュエータ / 微小ポンプ / BZ反応 / 導電性高分子 / 高分子ゲル / 分析化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、化学的なエネルギーを力学的なエネルギーに直接的に変換可能なゲルアクチュエータの駆動を高速化するとともに、マイクロ流路用の微小ポンプに応用することで、医療やバイオ分析に応用可能なマイクロ流路分析システムの創製を目指す。さらに本研究では、これまで検証が不十分であった含水するゲルアクチュエータから真に有効な仕事を取り出すことが可能か、マイクロ流路用の微小ポンプにゲルアクチュエータを応用することで検証を行うことも目標の１つとしている。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、化学反応を直接的に力学的なエネルギーに変換可能な自励振動ゲルアクチュエータを、マイクロ流路内に配置したポンプの動力源として応用し、微量な溶液を輸送可能なポンプ一体化型マイクロ流路分析システムの開発を目指した。本研究ではマイクロ流路の形状最適化や、自励振動ゲルアクチュエータの駆動周波数を決定する振動反応組成の検討を詳細に行った。またより安全にマイクロ流路を使用可能にするため、強酸を使用しない環境でも駆動させることが可能な溶液組成について合わせて検討を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、POCTの実現を目指して、高精度・迅速・安価に検査を行えるマイクロ流路を用いた分析システムの研究開発が進められている。現状のシステムでは、ポンプとマイクロ流路を検査の度に接続する必要があり、接続の技術的な問題や、コンタミネーションの問題を抱えていた。本研究ではこのような問題を解決するため、化学反応によって駆動する自励振動ゲルアクチュエータを、ポンプの動力源として採用したマイクロ流路とポンプが一体化したディスポーサル分析システムの開発を行った。このような医療分析技術の進展を目標とした、新たな分析システムの開発知見は、学術的なインパクトが高く、社会的意義も高い。
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