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2021 年度 研究成果報告書

ナノ摩擦力顕微鏡によるポリジアセチレンメカノクロミズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20K22324
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

杉原 加織  東京大学, 生産技術研究所, 講師 (60740800)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワードメカノクロミックポリマー / 摩擦力顕微鏡
研究成果の概要

メカノクロミック素材は、外部から力を加えることで色を変えたり発光したりするその見た目のインパクト、原理の面白さ、そして既存の装置では測定することのできないナノスケールの力を検知するセンサとして注目を集めている。その中でもポリジアセチレンは、「ひねり」で力を感知するそのユニークな原理により高感度であり、生体分子などを検出するバイオセンサとして応用開発が進められている。本研究では、メカノクロミックポリマー、ポリジアセチレンがどの向きに、どの程度の力を加えることでどれだけ発光するのかという「力と発光の定量的ナノスケールでの相関」を、近年自身で開発した「ナノ摩擦力顕微鏡」を導入することで解明した。

自由記述の分野

生物物理工学、物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

メカノクロミック素材を理解する上で核となる問いを明らかにすることで、分子レベルでの力を検知するセンサへの応用開発を前進させる意義がある。例えばエネルギー損失となっている機械の摩擦、患者に不快感を与えている義足と肢体間の摩擦、ナノスケールでかかる生体分子間の力など、既存の装置では測定することが難しい力を空間マッピングすることが可能となる。このような力を可視化し問題解決に繋げることでエネルギー効率の高いマシン、つけ心地のよい義足、高感度のバイオセンサ開発などに貢献する。

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公開日: 2023-01-30  

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