陽極酸化皮膜を利用した微細加工による厚膜磁石の異方性化と医用磁気マイクロマシン

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350168
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 山崎 二郎 九州工業大学, 工学研究科, 教授 (40108668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹澤 昌晃 九州工業大学, 工学研究科, 助手 (20312671) ; 本田 崇 九州工業大学, 工学研究科, 助教授 (70295004)
• Keywords: 陽極酸比 / 微細加工 / 高アスペクト化 / 永久磁石 / 磁気マイクロマシン / マイクロモータ / 電磁ポンプ

Research Abstract

本研究の目的はAlの陽極酸化を局所的・異方的に進行させる新しい微細加工技術を確立し、これを利用して厚み300μmの異方性厚膜磁石を作製し、人体への埋め込みを可能とする医療工学用電磁マイクロポンプを実現する事である。
厚膜磁石に関しては、磁界を印加することにより電子に働くロレンツフォースを利用することで陽極酸化の進行方向を制御する技術の確立を試みた。陽極酸化の進行方向は電子が感じるファラデー力とロレンツ力の兼ね合いで決定される。陽極酸化膜のバリア層の有効電界は一定であることから、陽極酸化皮膜の進行方向の磁界依存性から約30kOeの磁界を印加すれば酸化皮膜の進行方向を自由に制御出来る事が判った。
マイクロポンプに関しては、体内導入時の低侵襲化を考慮したポンプの細径化と、逆流防止バルブの設置による流量の制御を試みた。弾性体扇ぎ運動の駆動源となる永久磁石の回転軸を省略し、円柱形の回転磁石に相似形の運動部屋を設けることで外径4mmまでの細径化が可能となった。また、弾力樹脂にスリットを設けることで逆流防止弁を構成し、逆流防止圧力はスリットの数とその長さで所望の範囲で調整できることを確認した。これにより、母胎内の胎児水頭症児の頭部に装着し必要に応じて交流磁界を印加することで、頭部から母胎に4cc/min.の必要水量を排出できることを確認した。

Research Products

• [Publications] 廣畑智樹, 本田崇, 山崎二郎: "外部磁界で駆動する摩擦駆動型管内回転機構の提案"電気学会マグネティックス・センサシステム合同研究会資料. MAG-03 MSS-03. No.66&13 (2003)
• [Publications] S.Sudo, S.Segawa, T.Honda: "Basic research on the medical micro-robot using permanent magnet and alternating magnetic field"Proceedings of 2nd Int. Symposium on Aqua Bio-Mechanisms. (CD-ROM). 1-6 (2003)
• [Publications] S.Sudo, R.Orikasa, T.Honda: "Locomotive characteristics of swimming mechanism propelled by alternating magnetic field"Proceedings of The international Symposium on Micro-Mechanical Engineering. (Versailles). 264-265 (2003)
• [Publications] 今川鉄太郎, 竹澤昌晃, 山崎二郎: "アルミニウムの陽極酸化に及ぼす印加 磁界の効果"電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-03. 148 (2003)