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2021 年度 実績報告書

レーザー破壊による大型・高品質有機結晶の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19H02613
研究機関大阪大学

研究代表者

吉川 洋史  大阪大学, 工学研究科, 教授 (50551173)

研究分担者 丸山 美帆子  大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (20623903)
吉村 政志  大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (60314382)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードレーザーアブレーション / 結晶化 / 光干渉イメージング / 有機結晶 / 生体材料 / 結晶多形 / その場観察 / 高速イメージング
研究実績の概要

本研究では、研究代表者がこれまで開発してきたレーザーアブレーションによる結晶化制御法の更なる技術発展と、有機結晶の大型化・高品質化に関する新しいアプローチの展開を目指してきた。
既に令和2年度までに上記目標をほぼ達成したことから、令和3年度はこれまでと異なる新しい観点を導入しつつ更なる技術改良を目指した。具体的には、光干渉を用いたイメージング技術を導入し、レーザーアブレーションによる結晶核発生ダイナミクスのより詳細な追跡を試みた。その結果、キャビテーションバブルの膨張・収縮・崩壊にともなって、その周囲の濃度が揺らぐ様子を捉えることに成功した。我々はこれまでに蛍光計測により濃度揺らぎを捉えたことはあったが、今回は光干渉を用いることでラベルフリーかつ高い空間時間分解能で濃度ゆらぎを計測することができた。本結果を元にすれば、さらなる大きな濃度揺らぎを形成する条件を見出すことも可能であり、飛躍的な技術発展が期待できる。これらの成果は、各種学会などで発表し、現在論文準備中である。またこれまでに引き続き、各種有機材料の結晶核発生、結晶成長、種結晶化などに最適なレーザー照射条件(例:ビームプロファイル、パルス時間幅など)の検討も進めた。興味深いことに、サイズや品質だけでなく、有機結晶の構造もレーザー照射条件に応じて変化しうることを見出した。これはレーザー破壊による結晶化技術を結晶多形の制御へと発展できることを示唆しており、当初計画以上の成果として今後の展開を期待している。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 5件)

  • [国際共同研究] 国立陽明交通大学(その他の国・地域(台湾))

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立陽明交通大学
  • [雑誌論文] 光技術による物質科学・生命科学の新展開2022

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 74 ページ: 79~81

  • [雑誌論文] レーザーアブレーションによる有機・バイオマテリアルの結晶成長制御2022

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史、丸山 美帆子、中嶋誠、吉村政志、森勇介
    • 雑誌名

      月刊OPTRONICS

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] Growth of Acetaminophen Polymorphic Crystals and Solution-Mediated Phase Transition from Trihydrate to Form II in Agarose Gel2021

    • 著者名/発表者名
      Nishigaki Akari、Maruyama Mihoko、Tanaka Shun-ichi、Yoshikawa Hiroshi Y.、Imanishi Masayuki、Yoshimura Masashi、Mori Yusuke、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 11 ページ: 1069~1069

    • DOI

      10.3390/cryst11091069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Photon Laser Ablation and In Vivo Wide-Field Imaging of Inferior Olive Neurons Revealed the Recovery of Olivocerebellar Circuits in Zebrafish2021

    • 著者名/発表者名
      Hiyoshi Kanae、Saito Kaito、Fukuda Narumi、Matsuzaki Takahisa、Yoshikawa Hiroshi Y.、Tsuda Sachiko
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 18 ページ: 8357~8357

    • DOI

      10.3390/ijerph18168357

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光技術による応用自然科学の探求~結晶化から臓器形成まで~2021

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史
    • 雑誌名

      大阪大学工業会誌(TECHONO NET)

      巻: 594 ページ: 1~3

  • [学会発表] 光技術が拓く有機・生体材料の秩序構造形成~結晶化から臓器再生まで~2022

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史
    • 学会等名
      第17回PhotoLIFEワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶を創るフォトニクス技術の過去・現在・未来2022

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史
    • 学会等名
      59th. Photonics Colloquium
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザーアブレーションによる氷の結晶核発生2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 秀実、釣 優香、丸山 美帆子、 吉村 政志、中林 誠一郎、 森 勇介、吉川 洋史
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Production of functional organic crystals by intense laser2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoshikawa
    • 学会等名
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム 2021
  • [学会発表] バイオソフトマターの光計測・光操作~細胞膜・タンパク質結晶~2021

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史
    • 学会等名
      第72回コロイドおよび界面化学討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] リン酸カルシウム系尿路結石形成初期過程にみられる結晶相の相転移2021

    • 著者名/発表者名
      高橋由利子、丸山美帆子、杉浦悠紀、濱本周造、茶谷亮介、田尻理恵、吉川洋史、高野和文、岡田淳志,吉村政志,安井孝周,森勇介,METEOR Project
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] アスピリンの安定相と準安定相が作るintergrowth形成のその場観察2021

    • 著者名/発表者名
      釣優香、丸山美帆子、吉川洋史、塚本勝男、高野和文、安達宏昭、宇佐美茂佳、今西正幸、吉村政志,森勇介
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] レーザーアブレーションが誘起する結晶化現象の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      吉川洋史、丸山美帆子、釣優香、塚本勝男、高野和文、安達宏昭、宇佐美茂佳、今西正幸、吉村政志,森勇介
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
    • 招待講演
  • [学会発表] パルスレーザー誘起結晶成長に対する結晶構造の影響の評価2021

    • 著者名/発表者名
      廣田隆人、高橋秀実、池山潤、松﨑賢寿、中林誠一郎、吉川洋史
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] パルスレーザー単発照射による集光点からの結晶化現象~酢酸ナトリウム~2021

    • 著者名/発表者名
      海老原里美、高橋秀実、中林誠一郎、吉川洋史
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] レーザー破壊による有機非線形光学材料の種結晶形成2021

    • 著者名/発表者名
      白岩愛実、高橋秀実、山地真由、丸山美帆子、吉村政志、中嶋誠、森勇介、中林誠一郎、吉川洋史
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] 短パルスレーザー照射によるアントラセン結晶核形成の高速度観察2021

    • 著者名/発表者名
      釣優香、丸山美帆子、吉川洋史、塚本勝男、大沼準志、島田竜太郎、立嶋知彦、高野和文、安達宏昭、宇佐美茂佳、今西正幸、吉村政志,森勇介
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] テラヘルツ自由電子レーザーを用いたアントラセンの結晶核形成誘起2021

    • 著者名/発表者名
      丸山美帆子、中嶋誠、吉川洋史、塚本勝男、王有為、太田雅人、釣優香、磯山悟朗、大沼準志、島田竜太郎、立嶋知彦、V.C.Angulto,V.K.Mag-usara,高野和文、宇佐美茂佳、今西正幸、吉村政志、森勇介
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
  • [学会発表] 生命にかかわる結晶の多形=尿路結石の形成2021

    • 著者名/発表者名
      丸山 美帆子, 吉川 洋史, 吉村 政志, 森 勇介
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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