| 研究課題/領域番号 |
19K14843
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
永島 壮 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80800317)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 不安定現象 / 凹凸パターン / 薄膜 / リンクル / フォールド / 表面張力 / ひずみ |
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| 研究実績の概要 |
硬質薄膜と軟質基板から成る薄膜－基板系に面内圧縮ひずみを付与すると，表面不安定現象が発生し，微細な凹凸パターンが系表面に自律形成する。薄膜と基板の弾性特性や力学条件に応じてパターンの形状や寸法が多様に変化するため，機能材料・デバイスなどの開発に結びつく微細加工技術としての応用が注目される。本研究は，研究代表者が世界に先駆けて報告した「水滴の表面張力が駆動する薄膜－基板系リンクルの変形現象」に着目し，その発生条件の特定と制御手法の構築，獲得した知見に基づく機能性人工物の創製を目的とする。令和2年度は，白金薄膜とポリジメチルシロキサン基板から成る薄膜－基板系を用いた実験を実施し，変形後に生じるパターンの形状や寸法の膜厚依存性を明らかにした。水滴の蒸発に伴うパターンのネットワーク化を明らかにした。これらの研究成果は，国際学術雑誌Langmuirに原著論文として掲載されるとともにFront Coverに選出された。
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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
令和2年度の研究計画は，（1）実験による変形の支配因子・発生条件の特定，（2）数値シミュレーションによる変形機構の解明，（3）機能性材料の創製である。（3）に関してはやや遅れている一方，（1）と（2）に関しては当初の計画通り進展し，有益な結果を得ている。以上より，おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
白金薄膜とポリジメチルシロキサン基板から成る薄膜－基板系を用いた実験を実施する。特に，単軸圧縮下で生成するリンクルを使用し，初期ひずみが変形に及ぼす影響を明らかにする。数値シミュレーションにより，表面に集中荷重が作用する薄膜－基板系の応力・ひずみ分布を解析し，変形機構を明らかにする。変形現象が機能性材料の創製に資することを実証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の影響により，実験に遅延が生じたり講演会が中止あるいはオンライン開催となり，研究経費を当初の計画通りに執行することができなかった。令和3年度は，遅延が生じている項目について速やかに実施し，研究成果を原著論文や講演会等で発表する予定である。
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