環境対応型光アクチュエータゲルの開発とシステム化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20350110
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 須丸 公雄 独立行政法人産業技術総合研究所, 幹細胞工学研究センター, 主任研究員 (40344436)
• 研究分担者: 高木 俊之 独立行政法人産業技術総合研究所, 幹細胞工学研究センター, 主任研究員 (10248065) ; 杉浦 慎治 独立行政法人産業技術総合研究所, 幹細胞工学研究センター, 主任研究員 (10399496)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ゲル

研究概要

光応答収縮を示すゲルシートを用いてマイクロ流体システムを構成、10個のバルブの独立制御や流体の混合制御を光照射によって自在に行えることを示した。また、従来1時間以上を要した光誘起収縮からの復帰を約10倍高速化した材料を開発、微小物体運搬の光制御への応用を実証した。さらに、可視応答型光酸発生残基を導入したゲルを開発、パターン光照射での流路書き込み、任意のpHで使用が可能なマイクロチップを試作した。

研究成果

• [雑誌論文] Fast-reversible light-driven hydrogels consisting of spirobenzopyran- functionalized poly(N- isopropylacrylamide) (2011)
  • 著者名/発表者名: Taku Satoh, Kimio Sumaru, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
  • 雑誌名: Soft Matter in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomerization of spirobenzopyrans bearing electron-donating and electron- withdrawing groups in acidic aqueous solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Taku Satoh, Kimio Sumaru, Toshiyuki Takagi, Katsuki Takai, Toshiyuki Kanamori
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 13 ページ: 7322-7329
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光応答収縮ゲルシートを用いたマイクロ流体制御システム (2010)
  • 著者名/発表者名: 須丸公雄
  • 雑誌名: 高分子 ページ: 718-719
• [雑誌論文] 光応答収縮ゲルによるマイクロ流路のオンデマンド光制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 須丸公雄, 杉浦慎治, 高木俊之, 金森敏幸
  • 雑誌名: 化学工学 74 ページ: 332
• [雑誌論文] On-demand microfluidic control by micropatterned light irradiation of a photoresponsive hydrogel sheet (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinji Sugiura, Andras Szilagyi, Kimio Sumaru, Koji Hattori, Toshiyuki Takagi, Genoveva Filipcsei, Miklos Zrinyi, Toshiyuki Kanamori
  • 雑誌名: Lab Chip 9 ページ: 196-198
  • 査読あり
• [学会発表] Kimio Sumaru, Szilagyi Andras, Taku Satoh, Shinji Sugiura, Toshiyuki Takagi, Koji Hattori, Toshiyuki Kanamori (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimio Sumaru, Szilagyi Andras, Taku Satoh, Shinji Sugiura, Toshiyuki Takagi, Koji Hattori, Toshiyuki Kanamori
  • 学会等名: 6th International Symposium on Organic Photochromism
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] Substitution Effect on Isomerization of Spiropyran in Acidic Aqueous System (2010)
  • 著者名/発表者名: Taku Satoh, Kimio Sumaru, Toshiyuki Takagi, Katsuki Takai, Toshiyuki Kanamori
  • 学会等名: 6th International Symposium on Organic Photochromism
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] On-demand control of microfluidic system using photoresponsive hydrogel sheet (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimio Sumaru, Shinji Sugiura, Szilagyi Andras, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
  • 学会等名: GelSympo2009
  • 発表場所: Suita
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Photo-response of pNIPAAm hydrogel functionalized with differently substituted spirobenzopyran derivatives (2009)
  • 著者名/発表者名: Taku Satoh, Kimio Sumaru, Toshiyuki Takagi, Katsuki Takai, Toshiyuki Kanamori
  • 学会等名: GelSympo2009
  • 発表場所: Suita
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] スピロピラン修飾ハイドロゲルの光応答特性およびマイクロシステムのオンデマンド光制御への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 須丸公雄
  • 学会等名: 高分子材料研究会
  • 発表場所: 東広島市(招待講演)
  • 年月日: 2009-11-27
• [図書] 光駆動ゲルアクチュエータ(未来を動かすソフトアクチュエータ-高分子・生体材料を中心とした研究開発-) (2010)
  • 著者名/発表者名: 須丸公雄, 高木俊之, 杉浦慎治, 金森敏幸
  • 総ページ数: 27-33
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [図書] 光応答収縮ゲルによるバイオチップの光制御(食品・化粧品・医療分野へのゲルの利用) (2010)
  • 著者名/発表者名: 須丸公雄, 杉浦慎治, 高木俊之, 金森敏幸
  • 総ページ数: 206-210
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [図書] 光応答性ポリマー材料を用いたマイクロバイオチップの自在制御(ヘルスケアとバイオ医療のための先端デバイス機器) (2009)
  • 著者名/発表者名: 須丸公雄, 杉浦慎治, 金森敏幸
  • 総ページ数: 176-188
  • 出版者: (株)シーエムシー出版