| 研究課題/領域番号 |
21K04140
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
西川 宏之 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40247226)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | マイクロ・ナノプラスチック / 誘電泳動 / 陽子線描画 / マイクロプラスチック / 微細加工 / マイクロ・ナノ粒子 / プラスチックごみ / 環境水 / 濃縮・分離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
環境水中のプラスチックごみや有機・無機ナノ粒子は地球規模で社会問題化しつつある。一方、各種ナノ粒子は可視化や機器分析が極めて困難であるため、環境水中等を遍歴するナノ粒子の動態を正確に評価するためのモニタリング技術の開発が焦眉の急である。本研究においては多様なサイズ・性状を有する環境マイクロ・ナノ粒子の選別・濃縮による検出技術を確立することを目指す。独自の陽子線描画による精密加工・試作技術を援用して作製した誘電体マイクロ構造を用い、水中での微細粒子の三次元泳動を電気的に制御する。これにより、環境水中のマイクロ・ナノ粒子選別・濃縮工程を簡易化・迅速化し、海洋環境の課題解決に資することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
水環境において顕在化しているマイクロプラスチックごみは、地球規模で社会問題化しつつある。マイクロプラスチック(MP)より微細なスーパーマイクロプラスチック(SMP)は100nm以下のナノプラスチック(NP)を含め、その捕集と検出は極めて困難である。環境水中等を遍歴するナノ粒子の動態を正確に評価するためのMPおよびNPのモニタリング技術の開発が焦眉の急である。本研究ではマイクロピット型誘電泳動を援用し、「サイズや有機・無機の多様な組成からなる水環境中のSMPおよびNP等のマイクロ・ナノ粒子をいかに選択的に捕集し、検出するか」という課題に電気工学およびマイクロ・ナノ工学の視点から取り組んだ。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マイクロ・ナノ粒子の誘電泳動による選別・濃縮技術の開発への取り組みにより、ピット型誘電泳動によるサイズ300μm以下のスーパーマイクロプラスチックの捕集法を確立した。誘電泳動現象のピットサイズ・形状依存性および周波数依存性に基づき、粒子サイズ選別が可能となった。階層構造を含む三次元誘電泳動フィルタの試作とデバイス評価への取り組みにおいて、陽子線描画技術による誘電泳動デバイス用のピットパターンを試作・評価した。ドライフィルムレジスト導入による大面積デバイス作製工程を開発した。以上により、海洋モニタリングによるスーパーマイクロプラスチックの動態解明に通じて、地球規模での環境問題の解決が可能となる。
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