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2015 年度 実施状況報告書

バイオテンプレートプロセスによる電磁波応答材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420751
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究

研究代表者

鎌田 香織  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, その他部局等, 講師 (00361791)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードバイオテンプレート / 珪藻 / 電磁波応答 / 金属ホールアレイ / 異常透過
研究実績の概要

本研究は、自然界の周期的マイクロ構造をバイオテンプレートとする高周波帯域電磁波応答材料の作製を目的とし、1.電磁波応答に適した構造をもつ藻類・バクテリア・植物組織の探索、2.電気伝導体への転写(バイオテンプレート)プロセスの確立、3.電気伝導性マイクロ構造体の配向制御、4.電磁波応答特性の測定とサンプル形態の確立の4項目を通じて、生物・植物が自らつくりだす特異なマイクロ構造を電磁波応答材料として活用し、これまでのように人工的構造形成にエネルギーを傾注する研究手法から脱却した材料作製プロセスを提案するものである。

平成27年度は、階層的なホールアレイ構造を被殻に有するコアミケイソウおよびタラシオシラをバイオテンプレートとする微小金属構造体粒子を作製した。バイオテンプレートへの金属被覆には、従来から検討している無電解めっきに加え、ドライプロセスである金スパッタリングを用いる手法を確立した。清浄なシリカ被殻の水分散液をガラス基板上に滴下し、乾燥したサンプルに金スパッタを施すことにより、膜厚200 nm程度の金ホールアレイチップを作製することができた。ガラス基板上に凝集することなく配置された各粒子の発色を光学顕微鏡により、また同視野を電子顕微鏡で観察し、内部構造であるホールアレイの形状・配置と光学特性の相関関係を検討した。今後は、得られた光学特性が一般的な金薄膜ホールアレイにみられる光の異常透過と帰属できるかを検討する必要がある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

最終年度である平成27年度に研究代表者の異動があったため、珪藻培養設備、光学顕微鏡および分光装置の移設・立ち上げを行った。

今後の研究の推進方策

珪藻被殻のバイオテンプレートの作製は、概ね完了し、次年度には光学特性評価に注力する予定である。ガラス基板上に配置した金属ホールアレイチップを光学顕微鏡および電子顕微鏡にて観察することにより、発色と内部構造であるホールアレイの形状・配置の相関を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

研究代表者が平成28年1月に異動したため、研究・実験に必要な設備の移設および再立ち上げを行う必要があったため。

次年度使用額の使用計画

バイオテンプレートとする微細藻類の培養および金属被覆工程を含む全プロセスの立ち上げおよび得られた(あるいは作製済みの)微小金属構造体粒子の光学特性評価を継続して行うために使用する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [学会発表] 藻類を鋳型とするバイオテンプレートプロセスと3次元機能材料 2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織
    • 学会等名
      インスツルメンテーションの視点からみたバイオミメティクス 第3回 “作る/造る/創る” 各種事例とその製造手法の紹介
    • 発表場所
      あすか会議室 神田小川町
    • 年月日
      2016-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 無電解めっきを利用したバイオテンプレートプロセスの開発2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織
    • 学会等名
      めっきを科学(サイエンス)に ナノプレーティング研究会
    • 発表場所
      大田区産業プラザPiO
    • 年月日
      2015-12-10
    • 招待講演
  • [学会発表] らせん藻類とバイオテンプレートプロセス ー金属マイクロコイルと電磁波の相互作用ー2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織
    • 学会等名
      高分子学会 東北支部講演会
    • 発表場所
      山形大学百周年記念会館
    • 年月日
      2015-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Biotemplated 3D Microstructures for Unique Electromagnetic Responses2015

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kamata
    • 学会等名
      4th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • 発表場所
      WINC愛知
    • 年月日
      2015-10-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] バイオテンプレートロセスによる 3次元微細金属構造体の作製と物性2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織、朴貞子、彌田智一
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] 培養環境によるスピルリナらせん形状制御2015

    • 著者名/発表者名
      朴貞子、彌田智一、鎌田香織
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] グリッド伝送線路配線の電気特性2015

    • 著者名/発表者名
      虎島史歩、鎌田香織、三治敬信、彌田智一
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] Fabrication of 3D Micro-Structured Materials by Biotemplating Process2015

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kamata, Zhenzi Piao, Toshihiro Yamada, Tomokazu Iyoda
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) The 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      学士会館
    • 年月日
      2015-07-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Spirulina Biotemplate for Structure-Controlled Metal Microcoil2015

    • 著者名/発表者名
      Zhenzi Piao, Kaori Kamata, Toshihiro Yamada, Tomokazu Iyoda
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) The 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      学士会館
    • 年月日
      2015-07-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Spiral Shape of Spirulina on Agar-Plate Culture2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Yamada, Zhenzi Piao, Kaori Kamata, Tomokazu Iyoda
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) The 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      学士会館
    • 年月日
      2015-07-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 簡単に3次元微細構造材料を沢山つくる: バイオテンプレートプロセス2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織
    • 学会等名
      日本学術振興会「先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会」 平成27年度 第1回研究会 ハイスループット材料分科会研究会 合同研究会 「有機ナノ材料の新展開」
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-07-03
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオテンプレート法による磁性マイクロコイルの作製 とテラヘルツ波帯円二色性2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織、朴貞子、彌田智一
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27
  • [学会発表] 珪藻をバイオテンプレートに用いた金属微小構造体の作製と光学特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織、朴貞子、彌田智一
    • 学会等名
      日本珪藻学会第36回大会
    • 発表場所
      東京大学農学部
    • 年月日
      2015-05-10
  • [学会発表] バイオテンプレートプロセスへの応用を目指した珪藻培養技術2015

    • 著者名/発表者名
      朴貞子、彌田智一、鎌田香織
    • 学会等名
      日本珪藻学会第36回大会
    • 発表場所
      東京大学農学部
    • 年月日
      2015-05-10
  • [学会発表] 藻類を鋳型に3次元マイクロ構造をつくる2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織
    • 学会等名
      電子情報技術部会 マイクロナノシステムと材料・加工分科会
    • 発表場所
      新化学技術推進協会
    • 年月日
      2015-04-20
    • 招待講演
  • [図書] 電波吸収材およびシールド材の開発とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織、朴貞子、彌田智一、荻野哲、他
    • 総ページ数
      247
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2017-01-06  

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