| 研究課題/領域番号 |
21K04701
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 仙台高等専門学校 |
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研究代表者 |
今井 裕司 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (40334693)
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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 |
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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 | マイクロカプセル / 内視鏡 / PVDFフィルム / pHセンサ / エッチング / 配向分極制御 / センサ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，有機強誘電体であるポリフッ化ビニリデン（PVDF）フィルムを部分的に配向分極制御や表面加工処理を施すことにより，体内でマイクロカプセルを移動させる機構とカプセル自身が発電し動力を駆動する技術を確立し，内視鏡観察のみならず治療可能なマイクロカプセルを開発する。研究代表者がこれまで確立したPVDFフィルムの作製手法を用いることで，移動機構や発電デバイスの作製を容易にすることのみならず，体内のpHセンサの役割も果たせると考えるため，消化器官の健康状態を同時にモニターできるようなデバイスを開発することが本研究の目的である。
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| 研究成果の概要 |
溶液塗布法にて作製したポリフッ化ビニリデン（PVDF）フィルムの電圧印加時の変位量を調査した。方形波交流電圧印加時におけるPVDFフィルムの共振周波数近傍で変位量が最も大きく，マイクロカプセル内視鏡を移動させるためのアクチュエータへの利用が可能なことを確認した。さらに，PVDFフィルムにパラジウム（Pd）薄膜を堆積させたカプセル内視鏡搭載型pHセンサについて，pH値を調整して消化液を模した溶液で，センサの出力電圧とPd薄膜の抵抗値が変化することを確認した。Pd薄膜が溶液中の水素イオンを吸収してpHセンサが動作しており，消化管の診療をサポートするためのセンサ設計ができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られたPVDF系強誘電体フィルムに関する知見により，消化管の診療が必要な部位にカプセル内視鏡を移動させるアクチュエータや，消化液採取によるpH値測定で上部消化管のその場診断が可能なpHセンサ搭載型カプセル内視鏡の開発が可能となる。そのため，本研究は次世代のカプセル内視鏡の新しい方式を提案するものであり，新規性および産業上の活用性いずれの観点からも非常に重要である。特に，医療機器や検査装置への応用が可能であり，医療介護分野への大きな貢献が期待できる。
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