| 研究課題/領域番号 |
09304067
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能・物性・材料
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
増原 宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029551)
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| 研究分担者 |
笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)
朝日 剛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20243165)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | 光圧 / 集光レーザービーム / コロイド粒子 / 単一微粒子 / レーザーマニピュレーション / ミクロブラウン運動 / 顕微鏡 / 分極率 |
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| 研究概要 |
顕微鏡下に集光した近赤外レーザービームにより、溶液中高分子、超微粒子、ミセルなどをnm次元のコロイド粒子焦点に集め、捕捉し、μmサイズの単一微粒子を形成させる全く新しい現象の研究を行った。レーザーマニピュレーション技術として注目されてきたこの現象は、光圧という新奇な摂動による新しい分子集合の構造形成へ応用することができる。本研究では目的にあったコロイド粒子を選び、精度の高いレーザー捕捉・分光実験を積み重ねることにより、以下の興味ある結果を得た。集光ビームの光圧は帯電したコロイド粒子間の静電原発を抑え会合させることができる。光圧により捕捉しうる最小のコロイド粒子の大きさは12nmと決定した。また光圧に応答する分子パラメーターは分極率であることを証明した。nmコロイド粒子からμmサイズの単一粒子形成のメカニズムは熱力学的化学平衡に光学的ポテンシャル形成が重なったものとして説明できる。形成された単一微粒子の形状はラグビーボールを縦にした形をしている。また水溶液の場合、水分子が近赤外レーザービームを吸収し、その光熱変換により焦点近傍20μm程度に10〜20゜Cの温度勾配をつくる。光圧で形成した単一微粒子はレーザービームを切ると当然すぐミクロブラウン運動を開始し消失するので、単一微粒子を固定化するため、高分子基板に過渡溶融を誘起し接着する方法を提案した。本研究では光圧という全く新しい力によるコロイド粒子の集合体形成過程を調べ、その機構を明らかにし、かつそれを律する分子パラメータを示すことに成功した。有機物質のレーザー科学に新しい研究領域を開拓することができた。
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