【研究分野】ナノマイクロシステム

【研究領域課題番号】26600058 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

表面プラズモン / MEMS / 局所加熱 / 偏光 / 表面プラズモン共鳴 / 熱アクチュエータ

【研究成果の概要】

光の回折限界を超える極微小領域（10nm～1um）の選択的な機械駆動を実現する技術の構築を目標として、金属ナノ粒子をヒータとして用いた熱駆動型アクチュエータを提案した。楕円体など、等方的でない形状のナノ粒子は、照射光の偏光方向に対して光吸収が100倍以上異なる。これを生かし、複数のナノ粒子を異なる向きで配置し、特定の偏光を持つ光を照射することで、特定のナノ粒子だけを選択加熱することができ、局所加熱によるマイクロ構造の選択駆動が可能である。本提案では、ナノ粒子の構造と入射光の波長、偏光による発熱量の変化について理論解析し、局所加熱により3軸駆動を実現するMEMS構造の設計と試作に取り組んだ。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】高分子構造物性(含繊維)

【研究領域課題番号】14655355 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

フォトニクス / エラストマー / アゾベンゼン / 光屈曲 / 偏光 / 光力学変換 / 液晶 / MEMS / ゲル / 架橋剤 / 異方性 / フォトクロミズム

【研究成果の概要】

代表的なフォトクロミック色素であるアゾベンゼンは異性化により分子長を変化できる。このためアゾベンゼンの分子長変化というミクロな効果を利用して,ゲルの変形というマクロな形状変化を誘起できる可能性がある。これまでに申請者らは,高分子アゾベンゼン液晶の光駆動に関する一連の研究を行い,高分子液晶が光に対して鋭敏にかつ高速(応答時間,100ns)に応答することを明らかにした。これらの結果から,高分子アゾベンゼン液晶をゲルの基材として用いると,外場に対して敏感かつ高速に応答し,大きな形状変化を誘起できると考えた。上記の着想に基づいて本研究では高分子アゾベンゼン液晶を用いて光刺激により自律的に運動する高分子ゲルを開発することを目的とした。液晶性を示すアゾベンゼンモノマーを架橋剤とともにセル内で熱および光重合することで,厚さ数十ミクロンのエラストマーフィルムを得た。このフィルムはモノマーの良溶媒中で異方的に膨潤することが明らかとなった。さらに,このフィルムに紫外光照射を行うと,照射方向にフィルムが数十秒で屈曲することがわかった。可視光の照射によってフィルムは本の状態に戻り可逆的な光屈曲を誘起できた。また,ガラス転移温度以上にフィルムを加熱することで,溶媒を用いずエラストマーフィルムの光屈曲を誘起できることが明らかとなった。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)