| 研究課題/領域番号 |
22K18746
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
西山 宏昭 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80403153)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 3Dマイクロ造形 / 沈殿法 / ナノ粒子 / 集積 / アセンブリ / レーザー / 造形 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
バルクサイズでの光造形では，材料パーツが手で持てるほど大きいため，比較的多様な材料を構造体に組込むことが可能であるが，マイクロ空間においては現在なお汎用材料を導入することは困難である．そのため，他分野で開発された光化学反応性を有する材料の流用や，他粒子を混合した感光性樹脂の使用など，本質的問題から目を背けたアプローチばかりが進められてきた．本研究では，この感光性材料にしか適用できないという3D光造形プロセスの原理的制限を克服し，非感光性材料を含む超広範材料群に適用可能なマイクロ光造形原理を創出する．
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| 研究実績の概要 |
バルクサイズでの造形では，材料パーツが十分に大きく，多様な材料を構造体に組み込むことが可能であるが，マイクロ空間においては，現在なお，材料の複合化は容易ではない．マイクロ光造形は非接触で高精度な構造形成を可能とするが，一方で，適用は感光性材料に限定されている．そのため，他分野で開発された光化学反応性を有する材料の流用や，他粒子を混合した感光性樹脂の使用など，本質的問題から目を背けたアプローチばかりが進められてきた．本研究では，この感光性材料にしか適用できないという3D光造形プロセスの原理的制限を克服し，非感光性材料を含む超広範材料群に適用可能なマイクロ光造形原理を創出す
る．
本年度は，3Dマイクロ造形で母材として用いるレジスト材料であるSU8上でのレーザー集積固化プロセスの適用性を評価するとともに，プラズモニックAu粒子と誘電体である粒子の共分散溶液を用いたコンポジット構造体の形成に取り組んだ．前者について，光熱変換源としてセラミックス層をSU8上に形成した．下地SU8に損傷を与えることなく，光熱変換層を位置選択的に光形成することが出来たが，使用試薬が年度途中で廃番となり，代用試薬での再検討を行った．代用試薬では下地層への損傷が起きたためプロセス改善が必要であることが分かった．後者については，レーザー集積固化機構に基づいて二種類の粒子の一括集積を行い，コンポジットが形成されたことを確認した．今後誘電体を計画記載の粒子に変更して特性評価を行う．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
実験で用いていた海外メーカーの試薬が廃番となり，代用試薬の探索とそのプロセス条件検討が必要となったため実験に遅れが生じている．
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| 今後の研究の推進方策 |
SU8での3Dマイクロ造形体上での粒子集積固化特性評価を行う．当初使用予定であった海外試薬の代用品でのプロセス条件の最適化を図りつつ，3Dマイクロ構造への適用を進める，また，プラズモニックコンポジット構造のレーザー集積形成については，粒子濃度の最適化を図る予定である．
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