2022年度公募 seeds-2624 - 【関東】 MEMS内部に発生したり、セルシートに印加されるpNオーダーの力を可視化する方法の確立
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VISION

ビジョン

材料に印加されるpNオーダーの力の可視化

微小な力を見たいという産業界のニーズにOndemandで応えるメカノセンシングツールが完成する

例えばMEMSなどのマイクロデバイス中で発生する力、摩擦力を可視化し、設計にフィードバックすることで省電力化・高性能化を実現する。また、生細胞やセルシート等の生体材料を扱う際に生体材料に印加される力の分布などを評価することにより品質管理のやり方を洗練したり、材料に与えるダメージを最小限にする方法を模索できる

USE CASE

最終用途例

MEMS内部の力、生体材料に印加される力を可視化・評価する

USE CASE 01MEMS内部で発生する微小な摩擦力などを可視化・評価し、より高性能・省電力なMEMSの創製につなげる

APPLICATION

APPLICATION

MEMS内部の駆動部の摩擦力可視化

摩擦、歪を可視化することによる高性能化・省電力化

USE CASE 02セルシートなどの生体材料に印加される力が可視化され、より良い扱い方が確立される

APPLICATION

APPLICATION

どの程度の力がセルシートに印加されるかが評価・可視化される

新しい取り扱い法が確立され、セルシートの保存期間を延長することができる

STRENGTHS

強み

結晶・液晶では難しかった微小な力(pNオーダー)の定量評価・可視化の実現

STRENGTHS 01

バルク材料ではなく一次元ファイバーとすることで、鋭敏化

マイクロデバイス内で発生する摩擦はそのまま電力を無駄に消耗していることになる。本センシング材料により摩擦が起きている箇所が明らかとなればより洗練されたMEMSができる。

TECHNOLOGY

テクノロジー

すでに機械的刺激によって蛍光色が変化するミセルの開発に成功し、ガラスやポリマーへの導入法を確立済み

TECHNOLOGY 01

超分子ファイバーの構成分子が明らかになりつつある

先行研究である機械的刺激に応答して蛍光色が変化するナノミセルについては、既に論文として報告済み(Y. Sagara, T. Komatsu, T. Ueno, K. Hanaoka, T. Kato, T. Nagano, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4273)。このミセルを導入したガラスやポリマーに力が印加されると蛍光色が変化することを確認済み。

PRESENTATION

共同研究仮説

実際に力を見たい材料を提供していただき、導入できるかを確認し、有用化を明らかとする。

共同研究仮説01

MEMS内の微小な力を評価することによる高性能化の実現

メカノクロミックファイバーをMEMSに導入し、可視化を実現

MEMSなどの小型機械を製造している会社・業界。
背景:実際の材料を供与してもらい、導入実験を行う

共同研究仮説02

セルシートへの導入

セルシートなどの生体材料に導入し、可視化できるかを検討する

セルシートなどの生体材料を扱う会社・業界。
背景:生体材料のノウハウを我々が学び、一緒に導入法・評価法を確立する

EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

相良剛光 東京工業大学 物質理工学院 
材料系(准教授)
経歴

■経歴
“2004年 東京大学工学部化学生命工学科 卒業
2006年 東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻修士課程 修了
2009年 東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻博士後期課程修了
2009年 日本学術振興会 特別研究員PD(DC2より資格変更)
勤務先:東京大学大学院 工学系研究科 化学生命工学専攻加藤研究室
2010年 日本学術振興会 特別研究員PD
勤務先:東京大学大学院 薬学系研究科 薬品代謝化学教室
2013年 日本学術振興会 海外特別研究員
勤務先:Adolphe Merkle Institute, University of Fribourg (スイス)
2015年 北海道大学電子科学研究所スマート分子材料研究分野 助教
2017年 JSTさきがけ研究者(兼任)

「光の極限制御・積極利用と新分野開拓」領域
2020年 東京工業大学 物質理工学院 材料系 准教授
2021年 JST創発研究者
現在に至る

■研究室のHP: https://sagara.mat.mac.titech.ac.jp/

研究者からのメッセージ

これまでに評価・可視化できなかったpNオーダーの力をセンシングするツールができそうです。

15年以上、機械刺激応答性発光材料の研究分野に関わってきました。従来の方法では決して観察・評価できなかった微小な力を、適切な分子修飾を施して可視化し、産業分野で応用したいと考えています。