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2016 年度 実績報告書

生物規範界面デザイン

計画研究

研究領域生物多様性を規範とする革新的材料技術
研究課題/領域番号 24120003
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

大園 拓哉  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能化学研究部門, 研究グループ長 (40344030)

研究分担者 黒川 孝幸  北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (40451439)
野方 靖行  一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (10371535)
平井 悠司  千歳科学技術大学, 理工学部, 講師 (30598272)
小林 元康  工学院大学, 先進工学部, 教授 (50323176)
研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワードトライボロジー / 微細構造形成 / ゲル / 付着生物 / 高分子薄膜 / ゴム
研究実績の概要

平成28年度の計画は、これまでに得られた自己組織化を利用した微細構造作製やトライボロジー能に関する知見をもとに、生物学的な視点から機能性表面の作製を継続して目指し、最終年度に当たっての成果の具体的創出への注力あった。これらに対し以下の検討を行った。
1.構造として前年より進化させ、平織物を埋め込んで作製したシワのドライ摩擦測定を行い、シワ形成時に繊維の突出により大幅に摩擦力が下がることを発見、摩擦力を大きくスイッチングできる表面の進化に成功した。 2.B01-3班で開発された着氷雪防止フィルムを千歳科学技術大学に設置されている太陽光パネルに貼付、添付されていないガラス表面と比べ雪が滑落しやすいデータが得られた。3.国立科学博物館及び美ら島財団から譲り受けた生の鮫肌サンプルの流体抵抗を測定し、測定方法を確立した。 4.国立科学博物館の篠原グループの情報を基に、ウバウオの吸盤における六角形の表面パターンが水中での吸着に及ぼす影響を系統的に検討し、ハニカム状のパターンよる吸着界面水の排出を迅速にすることで、瞬間的な水中吸着を実現していることが理解できた。 5.親水性粘液で被覆された魚類体表を模倣した表面の構築を目指し、超親水性リンクル構造表面を調製に成功し、また摩擦特性の異方性を確認した。6.走査プローブ顕微鏡(SPM)の探針にキプリス幼生を生きたまま固定化し、その触角とガラス表面およびスルホベタイン型双性イオン高分子電解質(PMAPS)ブラシ表面との相互作用を直接測定することで、幼生の探索行動中における凝着力の測定に成功した。 7.付着珪藻等を用いた防汚性能試験を、構築した循環水槽系を用い、ポリスチレンやポリイミドの微細凹凸構造について評価を行い、凹凸の周期や高低差との相関を得た。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件) 図書 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] キリアツメゴミムシダマシから着想を得た大気からの水回収技術2017

    • 著者名/発表者名
      平井悠司、下村政嗣
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 68 ページ: 127-131

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 微細構造表面におけるフジツボ幼生の付着前行動2017

    • 著者名/発表者名
      室﨑喬之、野方靖行
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 52 ページ: 14-18

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] フジツボのキプリス幼生と幼生セメントの生物学-アカフジツボの最近の研究から2017

    • 著者名/発表者名
      遠藤健斗、Wong Yue Him、野方靖行、小黒-岡野美枝子、岡野桂樹
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 52 ページ: 19-24

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wrinkles on a textile-embedded elastomer surface with highly variable friction2016

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, T. Ohzono
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 12 ページ: 6176-6183

    • DOI

      10.1039/c6sm00728g

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ハニカムフィルムを用いた水中での酸素供給デバイスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      柳直樹、平井悠司、下澤楯夫、下村政嗣
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 ページ: 299-303

    • DOI

      10.1380/jsssj

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 原子間力顕微鏡を用いたマダラシミ鱗片表面の摩擦力測定2016

    • 著者名/発表者名
      奥田直人、平井悠司、下村政嗣
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 ページ: 396-373

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生物表面の摩擦ー自己組織化によるバイオミメティクスー2016

    • 著者名/発表者名
      下村政嗣、平井悠司、奥田直人、町田龍一郎、野村周平、大原昌宏、長谷山美紀
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 61 ページ: 215-221

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 不均一な形状を有するリンクル上における摩擦2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木航祐、大園 拓哉
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 73 ページ: 514-519

    • DOI

      10.1295/koron.2016-0030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 表面微細構造の幾何的・弾性的特徴とフジツボの着生との関係2017

    • 著者名/発表者名
      室崎喬之*、松永光由、平井裕太郎、野方靖行、平井悠司、下村政嗣
    • 学会等名
      日本付着生物学会
    • 発表場所
      東京海洋大学, 東京
    • 年月日
      2017-03-30
  • [学会発表] キプリス幼生固定化カンチレバーを用いた付着器官の水中凝着力評価2017

    • 著者名/発表者名
      小林元康、利光佑太、野方靖行
    • 学会等名
      日本付着生物学会
    • 発表場所
      東京海洋大学, 東京
    • 年月日
      2017-03-30
  • [学会発表] グルコサミン由来の付着阻害剤の合成と付着阻害活性2017

    • 著者名/発表者名
      梅澤大樹、長谷川裕己、Ira Novita Sari、鈴木惇也、諸角達也、松田冬彦、野方靖行、吉村えり奈
    • 学会等名
      日本付着生物学会
    • 発表場所
      東京海洋大学, 東京
    • 年月日
      2017-03-30
  • [学会発表] Surface observations of living organisms and preparations of biomimetic surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hirai,
    • 学会等名
      International workshop on hydrodynamic biomimetics_Overview of the Tokyo Tech International Workshop 2017
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2017-03-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Wrinkles on a Textile-Embedded Elastomer Surface with Highly Variable Friction2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ohzono, Kosuke Suzuki, and Kay Teraoka
    • 学会等名
      Gelsympo2017
    • 発表場所
      Nihon univ. (Tusdanuma)、千葉
    • 年月日
      2017-03-08
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel microelectrode method to characterize the internal fracture of polyelectrolyte network of DN gel2017

    • 著者名/発表者名
      Honglei Guo, Takayuki Kurokawa, Masakazu Takahata, Jian Ping Gong
    • 学会等名
      The 11th International Gel Symposium (Gel Sympo 2017)
    • 発表場所
      Nihon University (Tsudanuma Campus), 千葉
    • 年月日
      2017-03-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 可変なシワによる摩擦機能の拡張2017

    • 著者名/発表者名
      大園拓哉
    • 学会等名
      一般社団法人日本ゴム協会関東支部 アドバンテックセミナー 2017
    • 発表場所
      日本ゴム協会、東京
    • 年月日
      2017-02-23
    • 招待講演
  • [学会発表] 水分を含む軟材料から昆虫や農作物まで手軽にありのままの姿を高解像度で電子顕微鏡観察できるNanoSuit法2017

    • 著者名/発表者名
      平井悠司
    • 学会等名
      HiNTセミナー (2016年度第4回)兼第19回産総研北海道センター講演会
    • 発表場所
      R&Bパーク札幌大通サテライト(HiNT)セミナー室、札幌
    • 年月日
      2017-01-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Fibrous Skeleton in Polyampholyte Hydrogel on Adhesion in Water2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kurokawa
    • 学会等名
      IPC2016 The 11th SPSJ International Polymer Conference
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, 福岡
    • 年月日
      2016-12-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of electrostatic interaction on sliding friction of hydrogel2016

    • 著者名/発表者名
      Jamil Ahmed, Takayuki Kurokawa, Honglei Guo, Tetsurou Yamamoto, Masakazu Takahata, Tasuku Nakajima, Jian Ping Gong
    • 学会等名
      日米先端科学(JAFoS)シンポジウム Japanese-American Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      Arnold and Mabel Beckman Center, CA, USA
    • 年月日
      2016-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 含水生物の電顕観察 ~ナノスーツ法の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司
    • 学会等名
      2016真空・表面科学合同講演会 「粘弾性と摩擦」シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋
    • 年月日
      2016-11-30
  • [学会発表] 昆虫から農作物まで ~生きたままの姿を高解像度で電子顕微鏡観察可能なNanoSuit法2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司
    • 学会等名
      文部科学省 ナノテクノロジープラットフォーム 地域セミナーin帯広畜産大学
    • 発表場所
      帯広畜産大学、帯広
    • 年月日
      2016-11-18
    • 招待講演
  • [学会発表] AFM friction measurements of the insect scale surface2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hirai,
    • 学会等名
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • 発表場所
      名古屋工業大学、名古屋
    • 年月日
      2016-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Sliding Friction on Shape-Tunable Wrinkles2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ohzono, Kosuke Suzuki
    • 学会等名
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • 発表場所
      名古屋工業大学、名古屋
    • 年月日
      2016-10-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of Fibrous Skeleton at Clingfish Suction Pad2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kurokawa, Gento Shinohara, Chanchal Kumar Roy, Daniel R. King, Tao Lin Sun, Jian Ping Gong
    • 学会等名
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • 発表場所
      Nagoya institute of Technology (NITech)、名古屋
    • 年月日
      2016-10-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adhesion gain by fibrous skeleton based on fish suction pad2016

    • 著者名/発表者名
      Chanchal Kumar Roy, Gento Shinohara, Daniel R. King, Tao Lin Sun, Jian Ping Gong, Takayuki Kurokawa
    • 学会等名
      The 1st International Symposium for Advanced Gel Materials & Soft Matters
    • 発表場所
      Xijiao Hotel, Beijing, China
    • 年月日
      2016-10-14
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイドロゲルの表面摩擦に及ぼす静電相互作用の効果2016

    • 著者名/発表者名
      黒川孝幸、Jamil Ahmed、Honglei Guo、山本徹朗、高畑雅一、中島祐、グン剣萍
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校, 旭川
    • 年月日
      2016-09-24
  • [学会発表] 昆虫の体表面摩擦力測定2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司、奥田直人、斉藤直輝、小川貴弘、町田龍一郎、野村周平、大原昌宏、長谷山美紀、下村政嗣
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校、旭川
    • 年月日
      2016-09-23
  • [学会発表] 細胞培養リンクルハイドロゲルの開発と設計2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木 沙織、江端 宏之、大園 拓哉、木戸秋 悟
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学、横浜
    • 年月日
      2016-09-14
  • [学会発表] マダラシミ鱗粉の摩擦特性2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司、奥田直人、斉藤直輝、小川貴弘、町田龍一郎、野村周平、大原昌宏、長谷山美紀、下村政嗣
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学 横浜キャンパス、横浜
    • 年月日
      2016-09-13
  • [学会発表] ナノスーツ法による含水サンプルの電子顕微鏡観察の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司
    • 学会等名
      2016年度北海道高分子若手研究会
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル、札幌
    • 年月日
      2016-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 付着生物による諸問題と防汚技術開発の重要性2016

    • 著者名/発表者名
      野方靖行
    • 学会等名
      地球環境科学研究院講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2016-08-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrications of the durable wrinkle structures by embedding self-organized network structures2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hirai, Takuya Ohzono, Yasutaka Matsuo, Masatsugu Shimomura
    • 学会等名
      16th International Conference on Organized Molecular Films (ICOMF16) - LB16
    • 発表場所
      The University of Helsinki、 Helsinki, Sweden
    • 年月日
      2016-07-28
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオミメティクス ~生物表面の観察から材料作製2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司
    • 学会等名
      新しい原子分子組織化物質・材料創出に向けた光・量子ビーム応用技術調査専門委員会
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル、札幌
    • 年月日
      2016-06-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己組織化微細構造とバイオミメティクス2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司
    • 学会等名
      2016年度日本海水学会第67回会研究技術発表会_シンポジウム「北海道における海洋資源の利活用とその周辺領域研究」
    • 発表場所
      登別グランドホテル、登別
    • 年月日
      2016-06-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 不均一性を有する形状可変リンクル上での摩擦2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 航祐、大園 拓哉
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター、東京
    • 年月日
      2016-05-24
  • [図書] 多孔質フィルム/膜の製造技術 第3章 自己組織化ハニカムフィルムのバイオミメティクス応用2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司、下村政嗣
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      S&T出版
  • [図書] バイオミメティクス研究開発の動向と展望3編8章2016

    • 著者名/発表者名
      大園拓哉
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      CMC
  • [図書] インスツルメンテーションの視点からみたバイオミメティクス 第2章 昆虫体表面の摩擦力測定~微細構造と摩擦の関係2016

    • 著者名/発表者名
      平井悠司、奥田直人
    • 総ページ数
      308ページ(総ページ)
    • 出版者
      CMC
  • [備考] 簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材を開発

    • URL

      http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/2016/nr20160624/nr20160624.html

  • [産業財産権] 物体保持部材2017

    • 発明者名
      大園拓哉、寺岡 啓
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-24057
    • 出願年月日
      2017-02-13
  • [産業財産権] 摩擦制御材料2016

    • 発明者名
      大園拓哉、鈴木航佑
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-80448
    • 出願年月日
      2016-04-13

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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