| 研究課題/領域番号 |
21K03931
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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20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
黄 吉卿 東京大学, 生産技術研究所, 国際研究員 (60870673)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | マイクロ流体システム / マイクロスイマー / 磁気駆動 / 流体マニピュレーション / バイオメディカル応用 / 病理的検査・診断 / ソフトモバイルマイクロロボット / 流体キャリア |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では磁気駆動ソフトモバイルマイクロロボティック流体キャリアによる「ラボオンロボット」システムの開発と応用を目標とする。応用としては、ロボットの遠隔操作により検体採取と病理検査、そして薬物搬送などが上げられる。このような実生活への応用を実現するために必要である、複数環境に適応可能な柔軟性を有し、ロバストで持続可能なマイクロロボットの開発を目指す。また本研究では新たな材料の選定から設計、クリーンルームでの微細加工技術により開発するデバイスの物理的特性分析と評価実験、ロボット制御技術による駆動制御及びその応用までの全開発プロセスを行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究は磁気駆動可変スフとモバイルマイクロロボティック流体キャリアシステムとバイオ応用に関する研究を行っている。2023年度の主な成果は二つに纏められる。
１．4Dプリンティングによる光学プローブ機能を持つソフトマイクロスイマーの開発。2022年度にはナノスケール3Dプリンティングを用いてマイクロスケールのソフトスイマーの開発に成功しているが、2023年度はさらに光学プローブ機能を持つソフトスイマーの開発を目標とする。３次元ナノリソグラフィを用いてプローブ型の2023年度にはさらに新しい加工手法として4Dプリンティングを提案し既存の3Dプリンティング技術では実現が困難であるナノスケール空洞型３次元構造を実現できた。4次元加工手法はU型の柔らかいポリマー構造を3Dプリンティングし、乾燥の際に表面張力で自動的に閉めることでナノスケールの空洞(70nm)を実現できた。本結果はマイクロ・ナノエンジニアリングで権威のある国際会議(MNE 2023)で口頭発表できた。
２．磁気駆動可能な金属空洞型３次元ピラミッド構造の開発。本研究では空気中で液体サンプルのモバイルマイクロピペットとしてマイクロフラクタルピペット(MFP)を提案し、3Dプリンティングにより作製できた。しかしながら3Dプリンティングにより実現しているため、ポリマー構造でしか加工できず、モバイルマイクロピペットとしての機能や機械特性に制限的であった。本研究では磁性体金属によるマイクロフラクタルピペットを提案、加工し、外部磁場の制御による磁気駆動を実現できた。本結果はマイクロシステム分野でもっとも権威のあるIEEE MEMS学会 2024年にて論文発表できた。
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