刺激応答性液滴吸着界面をもつ超撥水表面の創成と微小液滴操作への展開

• 研究課題/領域番号: 21686065
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石井 大佑 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60435625)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円); 2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2010年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2009年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: 表面・界面物性 / 複合材料・物性 / 自己組織化 / 超撥水 / 液滴操作 / 刺激応答 / ハニカムフィルム / バイオミメティック / 有機無機ハイブリッド

研究概要

本研究は、バイオセンシング・微小反応場・マイクロフルイディクスで必要とされる『マイクロリットル以下の微小液滴の自在な操作』を実現するための、液滴吸着性の外場制御可能な超撥水表面の開発を目的とした。研究期間内に、撥水性と液滴吸着性とを併せもつピラー. ドームマイクロ構造化表面における液滴吸着性を、温度により変化させることに成功し、微小液滴の外場応答による自在な液滴操作への可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] 自己組織化によるバイオミメティック吸着性超撥水表面の創成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 雑誌名: 高分子論文集, accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] 親水性高分子ドーム. 疎水性高分子ピラー複合表面の作製と表面濡れ特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 雑誌名: 表面科学, accepted
  • NAID: 10030984205
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高分子系鋳型を用いたゾルゲル法によるPZT構造体形成プロセスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋山琴音, 石井大佑, 田中秀治, 下村政嗣, 川合祐輔, 吉田慎哉, 江刺正喜
  • 雑誌名: センサ・マイクロマシン部門総合研究会2010 ページ: 7-11
  • NAID: 10026377446
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハニカム構造の無電解めっきによる金属. 高分子複合膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 31(7) ページ: 359-363
  • NAID: 10026871919
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro Droplet Transfer between Superhydrophobic Surfaces via a High Adhesive Superhydrophobic Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 雑誌名: Communications in Computer and Information Science 巻: 52(2) ページ: 136-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハニカム構造の無電界めっきによる金属-高分子複合膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 31(7) ページ: 359-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro Droplet Transfer between Superhydrophobic Surfaces via a High Adhesive Superhydrophobic Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 雑誌名: Communications in Computer and Information Science, Biomedical Engineering Systems and Technologies 52 ページ: 136-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Biomimetic Surface Based on a Self-Organized Metal-Polymer Hybrid Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 雑誌名: Chem. Mater 巻: 21(9) ページ: 1799-1801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Biomimetic Surface Based on a Self-Organized Metal-Polymer Hybrid Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 21 ページ: 1799-1801
  • 査読あり
• [学会発表] Biomimetic Superhydrophobic Surfaces having Gradients of a Droplet Adhesion Property Prepared by Self-Organization (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: SPIE Smart Structures/NED
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] Biomimetic Superhydrophobic Surfaces having Gradients of a Droplet Adhesion Property Prepared by Self-Organization (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: SPIE Smart Structures/NED
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] 自己組織化ハニカム状多孔質膜の無電解めっきによる金属-高分子複合構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜開港記念館
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] 刺激応答性超撥水表面の温度およびpHによる水滴吸着制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第31回表面科学学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 吸着性超撥水表面を利用した微小液滴操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第49回高分子と水に関する討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Mass-Dependent Water Droplet Adhesion on Biomimetic Superhydrophobic Gradient Structures Prepared by Self-Organization (2011)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: 12th Japan-Australia Colloid and Interface Science Symposium
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 温度応答性超撥水表面での液滴吸着制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 高分子学会東北支部研究発表会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] バイオミメティック金属-高分子複合超撥水表面上での微小液滴操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] ハニカム状多孔質膜を用いた温度応答性超撥水表面の作製および評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 水滴吸着ドメインをもつ超撥水構造化膜上での液滴滑落挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 高吸着性超撥水表面における液滴吸着の温度応答性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 自己組織化ハニカム状多孔質膜の無電解めっきによる金属-高分子複合構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 吸着性超撥水表面を利用した微小液滴操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第49回高分子と水に関する討論会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 刺激応答性超撥水表面の温度およびpHによる水滴吸着制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第31回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Mass-Dependent Water Droplet Adhesion on Biomimetic Superhydrophobic Gradient Structures Prepared by Self-Organization (2011)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: 12th Japan-Australia Colloid and Interface Science Symposium
  • 発表場所: Cairns
• [学会発表] 温度応答性超撥水表面での液滴吸着制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 高分子学会東北支部研究発表会
  • 発表場所: 山形
• [学会発表] ハニカム状多孔質膜を用いた温度応答性超撥水表面の作製および評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] バイオミメティック金属. 高分子複合超撥水表面上での微小液滴操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 高吸着性超撥水表面における液滴吸着の温度応答性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 水滴吸着ドメインをもつ超撥水構造化膜上での液滴滑落挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Biomimetic Superhydrophobic Surfaces having Gradients of a Water Droplet Adhesion Property Prepared by Self-Organization (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Ishii, H.Yabu, M.Shimomura
  • 学会等名: 20th MRS-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] 電解めっきを利用したぬれ性の勾配をもつ金属-高分子ハイブリッド構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: 第121回表面技術協会講演大会
  • 発表場所: 成蹊大学(東京都)
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] Characteristic Wettability of Biomimetic Metal-Polymer Hybrid Films (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: JSPS/NRF 2nd Joint Seminar
  • 発表場所: 慶応大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-02-25
• [学会発表] Biomimetic Superhydrophobic Surfaces having Gradients of a Water Droplet Adhesion Property Prepared by Self-Organization (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: 20th MRS-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Superhydrophobic metal-polymer hybrid surfaces having wettability gradients prepared by self-organization (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu
• [学会発表] Characteristic Wettability of Biomimetic Metal-Polymer Hybrid Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: AsiaNANO2010
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] 微小液滴を吸着制御可能な超撥水表面の自己組織的作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 真空・表面科学合同講演会第30回表面科学学術講演会・第51回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Novel Biomimetic Surface Materials Based on Self-organized Honeycomb-Patterned Polymer Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Akihito Takahashi, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: NCSS2010
  • 発表場所: Chiba
• [学会発表] 親水性-疎水性ハイブリッド高分子構造化膜の作製および吸着特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 微小液滴操作可能なバイオミメティック吸着性超撥水表面 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Biomimetic Superhydrophobic Surfaces having Gradients of a Water Droplet Adhesion Property Prepared by Self-Organization (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: LB13
  • 発表場所: Quebec
• [学会発表] ぬれ性の勾配をもつ超撥水表面の自己組織化による作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 無電解めっきを利用したぬれ性の勾配をもつ金属-高分子ハイブリッド構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第121回表面技術協会講演大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ぬれ性の勾配をもつ超撥水表面の自己組織化による作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Biomimetic Superhydrophobic Surfaces having Gradients of a Water Droplet Adhesion Property Prepared by Self-Organization (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Ishii, H.Yabu, M.Shimomura
  • 学会等名: LB13
  • 発表場所: Quebec City, Canada
• [学会発表] Preparation of high adhesive superhydrophobic polymer surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Takahashi, D.Ishii, H.Yabu, M.Shimomura
  • 学会等名: KJF2010
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
• [学会発表] 微小液滴操作可能なバイオミメティック吸着陛超撥水表面 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 親水性-疎水性ハイブリッド高分子構造化膜の作製および吸着特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋章仁、石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Novel Biomimetic Surface Materials Based on Self-organized Honeycomb-Patterned Polymer Films (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shimomura, Y.Hirai, D.Ishii, H.Yabu, Y.Matsuo, K.Ijiro
  • 学会等名: ISIMME2010
  • 発表場所: Changzhou,China(招待講演)
• [学会発表] Novel Biomimetic Surface Materials Based on Self-organized Honeycomb-Patterned Polymer Films (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Ishii, A.Takahashi, H.Yabu, M.Shimomura
  • 学会等名: NCSS2010
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] 自己組織化によるバイオミメティックサーフェスの作製と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下村政嗣、平井悠司、石井大佑、藪浩、松尾保孝、居城邦治
  • 学会等名: 真空・表面科学合同講演会第30回表面科学学術講演会・第51回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター(招待講演)
• [学会発表] 微小液滴を吸着制御可能な超撥水表面の自己組織的作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 真空・表面科学合同講演会第30回表面科学学術講演会・第51回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
• [学会発表] Self-organized Suprapolymer Structures from Nanometer to Micrometer (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirai, D.Ishii, H.Yabu, M.Shimomura
  • 学会等名: International Symposiumu on Molecular Nanotechnology
  • 発表場所: Nara, Japan(招待講演)
• [学会発表] Superhydrophobic metal-polymer hybrid surfaces having wettability gradients prepared by self-organization (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Ishii, H.Yabu, M.Shimomura
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
• [学会発表] Biomimetic High Adhesive Superhydrophobic Film Prepared by Self-Organization (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: 第19回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜開港記念館(神奈川県)
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] ぬれ性の勾配をもつ金属-高分子ハイブリッド表面の自己組織化による作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: 第29回表面科学学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Droplet Transfer on Biomimetic High Adhesive Superhydrophobic Films (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics
  • 発表場所: 日本科学未来館(東京都)
  • 年月日: 2009-10-01
• [学会発表] 液滴高吸着性超撥水表面を利用した微小液滴移動と分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: 第58回高分子学会討論会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Biomimetic superhydrophobic metal-polymer hybrid films (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics
  • 発表場所: San Diego(アメリカ)
  • 年月日: 2009-08-03
• [学会発表] 超撥水表面における液滴吸着力制御および微小液滴操作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑
  • 学会等名: 第58回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2009-05-27
• [学会発表] Biomimetic High Adhesive Superhydrophobic Film Prepared by Self-Organization (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: 19th MRS-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Droplet Transfer on Biomimetic High Adhesive Superhydrophobic Films (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii
  • 学会等名: International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] ぬれ性の勾配をもつ金属-高分子ハイブリッド表面の自己組織化による作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第29回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 液滴高吸着性超撥水表面を利用した微小液滴移動と分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Biomimetic superhydrophobic metal-polymer hybrid films (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishii, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomura
  • 学会等名: SPIE Optics and Photonics
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] 超撥水表面における液滴吸着力制御および微小液滴操作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、藪浩、下村政嗣
  • 学会等名: 第58回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸
• [図書] 「自己組織化によるバイオミメティック材料作製:水の操作を中心に」、次世代バイオミメティクス研究の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑, 他2名
  • 出版者: CMC出版
• [図書] 次世代バイオミメティクス研究の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井大佑、平井悠司
  • 出版者: CMC出版
• [図書] Biomedical Engineering Systems and Technologies (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Ishii. H.Yabu, M.Shimomura
  • 出版者: Micro Droplet Transfer between Superhydrophobic Surfaces via a High Adhesive Superhydrophobic Surface
• [備考] 2010年3月科学技術の近未来を拓く東北大WPIの若手研究者
  • URL: http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jp/uploads/fckeditor/user/wpi_2010-03_BP.pdf
• [備考] 2009年8月AIM-Researchリサーチハイライト『バイオミメティクス:バラの花びらに付いた水のように』
  • URL: http://research.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jpn/research/539
• [備考]
  • URL: http://research.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jpn/research/539