| 研究課題/領域番号 |
20K22324
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
杉原 加織 東京大学, 生産技術研究所, 講師 (60740800)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | メカノクロミックポリマー / 摩擦力顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 脂質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
メカノクロミック素材とは押したり引っ張ったり力を加えることで色を変化させたり蛍光を発光したりする特殊なマテリアルである。その物性を活かして、分子レベルでの力を検知するセンサの開発が進められている。本研究では、メカノクロミックポリマー、ポリジアセチレンがどの向きに、どの程度の力を加えることでどれだけ発光するのかという「力と発光の定量的ナノスケールでの相関」を、近年自身で開発した「ナノ摩擦力顕微鏡」を導入することで解明する。メカノクロミック素材を理解する上で核となる問いを明らかにすることで、ナノ力センサ開発への大きな前進を目指す。
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| 研究成果の概要 |
メカノクロミック素材は、外部から力を加えることで色を変えたり発光したりするその見た目のインパクト、原理の面白さ、そして既存の装置では測定することのできないナノスケールの力を検知するセンサとして注目を集めている。その中でもポリジアセチレンは、「ひねり」で力を感知するそのユニークな原理により高感度であり、生体分子などを検出するバイオセンサとして応用開発が進められている。本研究では、メカノクロミックポリマー、ポリジアセチレンがどの向きに、どの程度の力を加えることでどれだけ発光するのかという「力と発光の定量的ナノスケールでの相関」を、近年自身で開発した「ナノ摩擦力顕微鏡」を導入することで解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メカノクロミック素材を理解する上で核となる問いを明らかにすることで、分子レベルでの力を検知するセンサへの応用開発を前進させる意義がある。例えばエネルギー損失となっている機械の摩擦、患者に不快感を与えている義足と肢体間の摩擦、ナノスケールでかかる生体分子間の力など、既存の装置では測定することが難しい力を空間マッピングすることが可能となる。このような力を可視化し問題解決に繋げることでエネルギー効率の高いマシン、つけ心地のよい義足、高感度のバイオセンサ開発などに貢献する。
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