| 研究課題/領域番号 |
22K18938
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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28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
丸尾 昭二 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (00314047)
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| 研究分担者 |
向井 理 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特任教員(助教) (10549851)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 相変態ポリマー / 光パターニング / セルフアセンブリー / 生体模倣 / マイクロファブリケーション / マイクロマシン / 相変態 / 界面制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光によって液体と固体の状態を可逆的に変化できる光可逆相変態ポリマーを開発する。そして、このポリマーを用いて所望の3Ｄ形状の展開図を作製した後に、局所的に液化し、このとき生じる表面張力によって展開図を自動的に組み立てる「ハンズフリー折り紙」の原理と手法の確立を目指す。このために、展開図の2Ｄパターンの高精度な形成と、局所的な液化を行うレーザー描画システムを構築し、展開図の自律的な3Ｄ組立を実証する。最終的には、開発したポリマー材料とレーザー描画システムを用いて、動的な濡れ性の制御が可能な超撥水表面などのアクティブなバイオミメティック界面の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光・熱可逆相変態ポリマーを用いて、3Ｄ物体の展開図を形成し、局所加熱によって3Ｄ物体を組立・変形が可能な「ハンズフリー折り紙」を研究した。合成した材料を用いてレーザー光で所望の2D・3Ｄシートを形成できることを実証し、赤外レーザーで局所的に加熱して液化できることも確認した。さらに、2Ｄシートの折りたたみ実験を行い、単純形状のシートの変形を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、マイクロ3Ｄプリント技術を用いて生物を模倣した機能界面の研究開発が進められているが、レーザー直接描画であるため、生産性が低く、3Ｄ微細構造を大面積に形成することが困難であるという課題がある。本研究では、3Ｄ構造体を効率的に大面積に形成する手法として、可逆相変態ポリマーを用いて3Ｄ物体の展開図を形成し、光照射によって3Ｄ物体を遠隔組立できる「ハンズフリー折り紙」技術を提案・探究した。本技術は、形成した3Ｄ構造を光によって変形することも可能であり、動的に特性が変化するアクティブ機能界面への応用も可能である。
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