| 研究課題/領域番号 |
23K04486
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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27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
天谷 諭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 技術専門職員 (70540855)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2023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 | 電気化学 / 3次元電極 / 積層造形 / マイクロ流路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、多段階電気化学反応における3次元電極構造の設計指針の構築を目的とする。そのため、高精度3次元積層造形技術を活用することで緻密に構造を制御した3次元電極製作技術を構築する。構築した電極製作技術を適用して幾何学構造を制御した3次元電極と多段階電気化学反応の各工程との相関について明確化する。また、その結果を基に多段階電気化学反応プロセスを有するマイクロ流路型バイオ電池へ適用することで本研究の応用展開について検証する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、電極構造を3次元的に緻密に制御して形成する技術が不可欠である。また、最終的にはマイクロフローデバイスとしての展開を目標としている。その実現のため、高精度3次元積層造形技術とMEMS加工技術を融合させる基盤技術を構築する。具体的には、MEMSプロセスにより作製した電極上に位置決めして直接3次元積層造形技術、幾何学構造を制御した3次元マイクロ電極構造の作製、これを電極として使用するための導電性付与するプロセスについて検証を行う。
本年度は、MEMS加工技術によりマイクロ電極を作製し、3次元構造体を位置決めして電極上に直接積層造形するプロセス構築を行い、位置決め精度の検証を行った。その結果、位置決め精度±5ミクロン以下を達成した。これにより、マイクロフローデバイスへの展開について基盤技術を構築できた。次に、3次元マイクロ電極構造の作製および導電性付与を行った。3次元積層造形装置を用いて立体格子構造の開口寸法を制御した3次元マイクロ電極構造を作製した。その後、導電性付与として無電解めっきを適用して、被膜状態の評価を行った。無電解めっき後の3次元マイクロ電極の断面を観察したところ、3次元構造体内までめっきが被膜できており、電気化学反応用の電極として使用可能であることを確認できた。
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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
3次元構造体をMEMS電極上に位置決めして積層造形する技術、および3次元マイクロ電極構造の作製と無電解めっきによる導電性付与プロセスについて技術構築を実施し、良好な結果が得られているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
構造を制御した3次元電極を用いて、3次元電極の幾何学構造と電気化学反応の相関について検証実験を行う。
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