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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Biomimetic Designs of Interfaces

Planned Research

Project AreaInnovative Materials Engineering Based on Biological Diversity
Project/Area Number 24120003
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

大園 拓哉  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能化学研究部門, 研究グループ長 (40344030)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黒川 孝幸  北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (40451439)
野方 靖行  一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (10371535)
平井 悠司  千歳科学技術大学, 理工学部, 講師 (30598272)
小林 元康  工学院大学, 先進工学部, 教授 (50323176)
Project Period (FY) 2012-06-28 – 2017-03-31
Keywordsトライボロジー / 微細構造形成 / ゲル / 付着生物 / 高分子薄膜 / ゴム
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度の計画は、これまでに得られた自己組織化を利用した微細構造作製やトライボロジー能に関する知見をもとに、生物学的な視点から機能性表面の作製を継続して目指し、最終年度に当たっての成果の具体的創出への注力あった。これらに対し以下の検討を行った。
1.構造として前年より進化させ、平織物を埋め込んで作製したシワのドライ摩擦測定を行い、シワ形成時に繊維の突出により大幅に摩擦力が下がることを発見、摩擦力を大きくスイッチングできる表面の進化に成功した。 2.B01-3班で開発された着氷雪防止フィルムを千歳科学技術大学に設置されている太陽光パネルに貼付、添付されていないガラス表面と比べ雪が滑落しやすいデータが得られた。3.国立科学博物館及び美ら島財団から譲り受けた生の鮫肌サンプルの流体抵抗を測定し、測定方法を確立した。 4.国立科学博物館の篠原グループの情報を基に、ウバウオの吸盤における六角形の表面パターンが水中での吸着に及ぼす影響を系統的に検討し、ハニカム状のパターンよる吸着界面水の排出を迅速にすることで、瞬間的な水中吸着を実現していることが理解できた。 5.親水性粘液で被覆された魚類体表を模倣した表面の構築を目指し、超親水性リンクル構造表面を調製に成功し、また摩擦特性の異方性を確認した。6.走査プローブ顕微鏡(SPM)の探針にキプリス幼生を生きたまま固定化し、その触角とガラス表面およびスルホベタイン型双性イオン高分子電解質(PMAPS)ブラシ表面との相互作用を直接測定することで、幼生の探索行動中における凝着力の測定に成功した。 7.付着珪藻等を用いた防汚性能試験を、構築した循環水槽系を用い、ポリスチレンやポリイミドの微細凹凸構造について評価を行い、凹凸の周期や高低差との相関を得た。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (40 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 8 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 11 results) Book (3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] キリアツメゴミムシダマシから着想を得た大気からの水回収技術2017

    • Author(s)
      平井悠司、下村政嗣
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 68 Pages: 127-131

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 微細構造表面におけるフジツボ幼生の付着前行動2017

    • Author(s)
      室﨑喬之、野方靖行
    • Journal Title

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      Volume: 52 Pages: 14-18

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] フジツボのキプリス幼生と幼生セメントの生物学-アカフジツボの最近の研究から2017

    • Author(s)
      遠藤健斗、Wong Yue Him、野方靖行、小黒-岡野美枝子、岡野桂樹
    • Journal Title

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      Volume: 52 Pages: 19-24

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Wrinkles on a textile-embedded elastomer surface with highly variable friction2016

    • Author(s)
      K. Suzuki, T. Ohzono
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 12 Pages: 6176-6183

    • DOI

      10.1039/c6sm00728g

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ハニカムフィルムを用いた水中での酸素供給デバイスの開発2016

    • Author(s)
      柳直樹、平井悠司、下澤楯夫、下村政嗣
    • Journal Title

      表面科学

      Volume: 37 Pages: 299-303

    • DOI

      10.1380/jsssj

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 原子間力顕微鏡を用いたマダラシミ鱗片表面の摩擦力測定2016

    • Author(s)
      奥田直人、平井悠司、下村政嗣
    • Journal Title

      表面科学

      Volume: 37 Pages: 396-373

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 生物表面の摩擦ー自己組織化によるバイオミメティクスー2016

    • Author(s)
      下村政嗣、平井悠司、奥田直人、町田龍一郎、野村周平、大原昌宏、長谷山美紀
    • Journal Title

      トライボロジスト

      Volume: 61 Pages: 215-221

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 不均一な形状を有するリンクル上における摩擦2016

    • Author(s)
      鈴木航祐、大園 拓哉
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 73 Pages: 514-519

    • DOI

      10.1295/koron.2016-0030

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 表面微細構造の幾何的・弾性的特徴とフジツボの着生との関係2017

    • Author(s)
      室崎喬之*、松永光由、平井裕太郎、野方靖行、平井悠司、下村政嗣
    • Organizer
      日本付着生物学会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学, 東京
    • Year and Date
      2017-03-30
  • [Presentation] キプリス幼生固定化カンチレバーを用いた付着器官の水中凝着力評価2017

    • Author(s)
      小林元康、利光佑太、野方靖行
    • Organizer
      日本付着生物学会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学, 東京
    • Year and Date
      2017-03-30
  • [Presentation] グルコサミン由来の付着阻害剤の合成と付着阻害活性2017

    • Author(s)
      梅澤大樹、長谷川裕己、Ira Novita Sari、鈴木惇也、諸角達也、松田冬彦、野方靖行、吉村えり奈
    • Organizer
      日本付着生物学会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学, 東京
    • Year and Date
      2017-03-30
  • [Presentation] Surface observations of living organisms and preparations of biomimetic surfaces2017

    • Author(s)
      Yuji Hirai,
    • Organizer
      International workshop on hydrodynamic biomimetics_Overview of the Tokyo Tech International Workshop 2017
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Wrinkles on a Textile-Embedded Elastomer Surface with Highly Variable Friction2017

    • Author(s)
      Takuya Ohzono, Kosuke Suzuki, and Kay Teraoka
    • Organizer
      Gelsympo2017
    • Place of Presentation
      Nihon univ. (Tusdanuma)、千葉
    • Year and Date
      2017-03-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel microelectrode method to characterize the internal fracture of polyelectrolyte network of DN gel2017

    • Author(s)
      Honglei Guo, Takayuki Kurokawa, Masakazu Takahata, Jian Ping Gong
    • Organizer
      The 11th International Gel Symposium (Gel Sympo 2017)
    • Place of Presentation
      Nihon University (Tsudanuma Campus), 千葉
    • Year and Date
      2017-03-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 可変なシワによる摩擦機能の拡張2017

    • Author(s)
      大園拓哉
    • Organizer
      一般社団法人日本ゴム協会関東支部 アドバンテックセミナー 2017
    • Place of Presentation
      日本ゴム協会、東京
    • Year and Date
      2017-02-23
    • Invited
  • [Presentation] 水分を含む軟材料から昆虫や農作物まで手軽にありのままの姿を高解像度で電子顕微鏡観察できるNanoSuit法2017

    • Author(s)
      平井悠司
    • Organizer
      HiNTセミナー (2016年度第4回)兼第19回産総研北海道センター講演会
    • Place of Presentation
      R&Bパーク札幌大通サテライト(HiNT)セミナー室、札幌
    • Year and Date
      2017-01-17
    • Invited
  • [Presentation] Effect of Fibrous Skeleton in Polyampholyte Hydrogel on Adhesion in Water2016

    • Author(s)
      Takayuki Kurokawa
    • Organizer
      IPC2016 The 11th SPSJ International Polymer Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka International Congress Center, 福岡
    • Year and Date
      2016-12-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effect of electrostatic interaction on sliding friction of hydrogel2016

    • Author(s)
      Jamil Ahmed, Takayuki Kurokawa, Honglei Guo, Tetsurou Yamamoto, Masakazu Takahata, Tasuku Nakajima, Jian Ping Gong
    • Organizer
      日米先端科学(JAFoS)シンポジウム Japanese-American Frontiers of Science Symposium
    • Place of Presentation
      Arnold and Mabel Beckman Center, CA, USA
    • Year and Date
      2016-12-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 含水生物の電顕観察 ~ナノスーツ法の可能性2016

    • Author(s)
      平井悠司
    • Organizer
      2016真空・表面科学合同講演会 「粘弾性と摩擦」シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋
    • Year and Date
      2016-11-30
  • [Presentation] 昆虫から農作物まで ~生きたままの姿を高解像度で電子顕微鏡観察可能なNanoSuit法2016

    • Author(s)
      平井悠司
    • Organizer
      文部科学省 ナノテクノロジープラットフォーム 地域セミナーin帯広畜産大学
    • Place of Presentation
      帯広畜産大学、帯広
    • Year and Date
      2016-11-18
    • Invited
  • [Presentation] AFM friction measurements of the insect scale surface2016

    • Author(s)
      Yuji Hirai,
    • Organizer
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学、名古屋
    • Year and Date
      2016-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sliding Friction on Shape-Tunable Wrinkles2016

    • Author(s)
      Takuya Ohzono, Kosuke Suzuki
    • Organizer
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学、名古屋
    • Year and Date
      2016-10-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effect of Fibrous Skeleton at Clingfish Suction Pad2016

    • Author(s)
      Takayuki Kurokawa, Gento Shinohara, Chanchal Kumar Roy, Daniel R. King, Tao Lin Sun, Jian Ping Gong
    • Organizer
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
    • Place of Presentation
      Nagoya institute of Technology (NITech)、名古屋
    • Year and Date
      2016-10-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Adhesion gain by fibrous skeleton based on fish suction pad2016

    • Author(s)
      Chanchal Kumar Roy, Gento Shinohara, Daniel R. King, Tao Lin Sun, Jian Ping Gong, Takayuki Kurokawa
    • Organizer
      The 1st International Symposium for Advanced Gel Materials & Soft Matters
    • Place of Presentation
      Xijiao Hotel, Beijing, China
    • Year and Date
      2016-10-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハイドロゲルの表面摩擦に及ぼす静電相互作用の効果2016

    • Author(s)
      黒川孝幸、Jamil Ahmed、Honglei Guo、山本徹朗、高畑雅一、中島祐、グン剣萍
    • Organizer
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学旭川校, 旭川
    • Year and Date
      2016-09-24
  • [Presentation] 昆虫の体表面摩擦力測定2016

    • Author(s)
      平井悠司、奥田直人、斉藤直輝、小川貴弘、町田龍一郎、野村周平、大原昌宏、長谷山美紀、下村政嗣
    • Organizer
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学旭川校、旭川
    • Year and Date
      2016-09-23
  • [Presentation] 細胞培養リンクルハイドロゲルの開発と設計2016

    • Author(s)
      佐々木 沙織、江端 宏之、大園 拓哉、木戸秋 悟
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学、横浜
    • Year and Date
      2016-09-14
  • [Presentation] マダラシミ鱗粉の摩擦特性2016

    • Author(s)
      平井悠司、奥田直人、斉藤直輝、小川貴弘、町田龍一郎、野村周平、大原昌宏、長谷山美紀、下村政嗣
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス、横浜
    • Year and Date
      2016-09-13
  • [Presentation] ナノスーツ法による含水サンプルの電子顕微鏡観察の可能性2016

    • Author(s)
      平井悠司
    • Organizer
      2016年度北海道高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      定山渓ビューホテル、札幌
    • Year and Date
      2016-09-03
    • Invited
  • [Presentation] 付着生物による諸問題と防汚技術開発の重要性2016

    • Author(s)
      野方靖行
    • Organizer
      地球環境科学研究院講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌
    • Year and Date
      2016-08-19
    • Invited
  • [Presentation] Fabrications of the durable wrinkle structures by embedding self-organized network structures2016

    • Author(s)
      Yuji Hirai, Takuya Ohzono, Yasutaka Matsuo, Masatsugu Shimomura
    • Organizer
      16th International Conference on Organized Molecular Films (ICOMF16) - LB16
    • Place of Presentation
      The University of Helsinki、 Helsinki, Sweden
    • Year and Date
      2016-07-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バイオミメティクス ~生物表面の観察から材料作製2016

    • Author(s)
      平井悠司
    • Organizer
      新しい原子分子組織化物質・材料創出に向けた光・量子ビーム応用技術調査専門委員会
    • Place of Presentation
      定山渓ビューホテル、札幌
    • Year and Date
      2016-06-25
    • Invited
  • [Presentation] 自己組織化微細構造とバイオミメティクス2016

    • Author(s)
      平井悠司
    • Organizer
      2016年度日本海水学会第67回会研究技術発表会_シンポジウム「北海道における海洋資源の利活用とその周辺領域研究」
    • Place of Presentation
      登別グランドホテル、登別
    • Year and Date
      2016-06-10
    • Invited
  • [Presentation] 不均一性を有する形状可変リンクル上での摩擦2016

    • Author(s)
      鈴木 航祐、大園 拓哉
    • Organizer
      日本トライボロジー学会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター、東京
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Book] 多孔質フィルム/膜の製造技術 第3章 自己組織化ハニカムフィルムのバイオミメティクス応用2016

    • Author(s)
      平井悠司、下村政嗣
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      S&T出版
  • [Book] バイオミメティクス研究開発の動向と展望3編8章2016

    • Author(s)
      大園拓哉
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      CMC
  • [Book] 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2章 昆虫体表面の摩擦力測定~微細構造と摩擦の関係2016

    • Author(s)
      平井悠司、奥田直人
    • Total Pages
      308ページ(総ページ)
    • Publisher
      CMC
  • [Remarks] 簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材を開発

    • URL

      http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/2016/nr20160624/nr20160624.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 物体保持部材2017

    • Inventor(s)
      大園拓哉、寺岡 啓
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-24057
    • Filing Date
      2017-02-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 摩擦制御材料2016

    • Inventor(s)
      大園拓哉、鈴木航佑
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-80448
    • Filing Date
      2016-04-13

URL: 

Published: 2018-01-16  

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