| 研究課題/領域番号 |
22K05237
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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35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
生方 俊 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00344028)
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| 研究分担者 |
大山 俊幸 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30313472)
須丸 公雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (40344436)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 表面レリーフ / 光物質移動 / アントラセン / 光二量化 / 二層膜 / 表面修飾 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、光応答性薄膜と光不活性膜の二層膜を用いて、実用化に資する高性能な光重合性・光架橋性材料の表面レリーフを形成させると共にその形成機構を明らかにする。これにより、パターニングの動的光制御が可能となり、大面積化に対応可能な表面マイクロ加工、細胞培養足場の動的制御など、これまでにない応用技術への展開に道筋をつける。
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| 研究実績の概要 |
光重合性・光架橋性材料による高性能な表面レリーフを実現することを目的として、当該年度は、（1）光重合性・光架橋性材料の開発、（2）光応答性薄膜の作製と表面レリーフ形成能評価、（3）二層薄膜の表面レリーフ形成と評価、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めた。
（1）光重合性・光架橋性材料の開発の計画においては、これまでに開発してきた一連のビスアントラセン化合物について、溶液中および薄膜中における光反応性・熱解離反応性について詳細に調査した。その結果、いずれのビスアントラセン化合物においても、溶液中・薄膜中においても光による高分子量化反応が進行し、熱による熱解離反応が進行することが確認された。剛直で嵩高い接続官能基を有するビスアントラセン化合物が、薄膜中において高分子量化体の熱解離が起こりづらくなることを見いだした。
（2）光応答性薄膜の作製と表面レリーフ形成能評価においては、高感度に光応答を示す一連のビスアントラセン化合物薄膜の光誘起表面レリーフ形成能について評価を進めた。パターン露光における温度および周期のパラメータに関して、形成する表面レリーフの断面形状や高低差との相関を見いだした。また、高感度なビスアントラセン化合物薄膜においても可逆的な表面レリーフの消去・再形成を実現した。
（3）二層薄膜の表面レリーフ形成と評価においては、光不活性層の検討を進め、一つの高分子薄膜を不活性層としたビスアントラセン薄膜との二層膜において、不活性薄膜上のビスアントラセン薄膜、ビスアントラセン薄膜上の不活性薄膜のいずれにおいても、光誘起表面レリーフを形成する条件が見いだされた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当該年度は、（1）光重合性・光架橋性材料の開発、（2）光応答性薄膜の作製と表面レリーフ形成能評価、（3）二層薄膜の表面レリーフ形成と評価、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めてきた。（1）の計画においては、これまでに開発してきた一連のビスアントラセン化合物について、溶液中および薄膜中における光反応性・熱解離反応性を調査した。剛直で嵩高い接続官能基を有するビスアントラセン化合物の方が高分子量化体の熱解離が起こりづらくなる知見を得た。（2）の計画において、高感度に光応答を示す一連のビスアントラセン化合物薄膜について、パターン露光における温度および周期のパラメータに関して、形成する表面レリーフの断面形状や高低差との相関を見いだし、可逆的な表面レリーフの消去・再形成を実現した。さらに（3）の計画において、一つの高分子薄膜を不活性層としたビスアントラセン薄膜との二層膜において、光誘起表面レリーフを形成する条件を見いだした。以上より、ほぼ計画通りに進行し、研究目的は概ね計画通りに達成された。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの知見により選択された光活性薄膜と不活性薄膜との二層膜について、それぞれの薄膜の膜厚を検討し、この二層膜を用いて表面レリーフ形成能を評価し高性能な表面レリーフを実現する。また、この光重合性・光架橋性材料材料のオンデマンド精密パターン光照射による細胞制御への展開を図る。
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