| 研究課題/領域番号 |
21K12796
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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90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 和歌山大学 |
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研究代表者 |
幹 浩文 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (20403363)
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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: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 触覚センサ / 高分解能 / 圧電PVDF / 微細加工 / 低侵襲治療 / マイクロ / PVDF / 圧電センサ / 触覚 / 低侵襲 / MEMS / 材料特性 / 高感度・高分解能 / 小型 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
センサ構造材料に柔らかくて生体親和性・強い耐薬品性と引張強度を有し，力を受けると電気信号（電荷）を発生する圧電高分子PVDF (Polyvinylidene fluoride; (CH2-CF2)n) のフィルム素材（厚さ約0.1 mm）を用いる。微細加工技術を駆使してPVDF表面を直接微細加工することによって，触覚センサの従来研究におけるクロストーク課題を根本的に解決できると考える。課題の根本解決によって，腹腔鏡（内視鏡）手術やカテーテルを用いた低侵襲治療用医療器具先端に人間の指先と同等レベルの触覚機能を付与し，柔らかくて人間の指先同等の高感度・高空間分解能をもつ新しい構造のマイクロ触覚センサを実現する。
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| 研究成果の概要 |
数値解析を通じて圧電PVDFを用いた触覚センサの構造とセンシング素子間のピッチがセンサの感度・Cross-talkへの影響を確認し，実験により圧電PVDFの微細加工特性の解明を行った．従来微細加工が困難といわれた圧電PVDFにMEMS技術によって線幅が数μm～数十μmの微細パターンの実現可能性を見出し，エッチングマスクの開口ラインと圧電PVDFのg31方向との位置合わせ配置が高分解能を目的とするマイクロアレイセンサの素子間ピッチを決めるカギとなることを明らかにした。また，異方性ウェットエッチングにより圧電PVDFの3次元微細構造の実現可能性を見出すことができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
MEMS技術を駆使しウェットエッチング手法を用いて，従来微細加工が困難とされてきた圧電PVDFフィルム上に線幅数μm～数十μmの微細パターンの実現や異方性エッチング特性を生かした3次元微細構造の実現を可能にすることにより，圧電PVDF材料に関する知識や理論において新しい可能性を見出すことが考えられる．また，低侵襲医療用触覚センサの応用に限らず，高い空間分解能と感度を必要とする高度のマイクロセンサデバイスとしてより広い応用への波及効果が期待できるので社会的あるいは産業面におけるインパクトは大きいのではないかと考える．
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