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Development of functional microcapsule based on piezoelectric PVDF films

基于压电PVDF薄膜的功能微胶囊的研制

基本信息

批准号：
21K04701
负责人：
今井裕司
金额：
$ 1.58万
依托单位：
Sendai National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，有機強誘電体であるポリフッ化ビニリデン（PVDF）フィルムを用いて，消化器官内でマイクロカプセルを移動させる機構の開発を目的とする。PVDFフィルムに配向分極処理や表面加工を施すことにより，電圧印加時のPVDFフィルムのひずみ量を制御して，マイクロカプセルの移動機構を確立する。これにより，診察や治療を行う検査部位にマイクロカプセルを誘導したり，任意の場所に滞留したりして治療を継続できる。さらに，我々が開発したPVDFフィルムを用いた水素ガスセンサをpHセンサへ応用してマイクロカプセルに取り付け，消化器官のpH値を測定することによって，健康状態をリアルタイムにモニターできるようなデバイスの構築を目指す。令和4年度は電圧印加時に比較的変位量の大きい逆圧電性を有したPVDF系強誘電体（P（VDF-TrFE-CTFE））フィルムを用いて，マイクロカプセルの移動機構の検討を行った。PVDF系強誘電体フィルムを3種類の有機溶媒で溶液塗布法にて作製し，フィルムに直流電圧を印加した時の変位量の測定を行った。その結果，HMPA（ヘキサメチルリン酸トリアミド）溶媒で作製したフィルムの変位量が最も大きかった。フィルムの膜厚が小さいほど，電圧印加時の変位量が大きくなる傾向が見られ，印加電圧の増加に伴い変位量が大きくなることが確認できた。さらに，PVDFフィルムにパラジウム（Pd）を堆積させたpHセンサについては，実際の消化液に近い溶液を用いてpH値を調整し，フィルムからの出力電圧の測定を行った結果，溶液のpH値の変化に伴いpHセンサの出力電圧が変化することが確認できた。

The purpose of this study is to explore the use of organic strong inducers such as PVDF (PVDF) in the development of mechanisms for mobility in digestive organs. PVDF alignment polarization treatment and surface processing are performed to control the amount of PVDF during voltage application and to establish a moving mechanism for PVDF alignment. The diagnosis and treatment of these diseases are based on the observation of the site, the induction of treatment, and the retention of treatment in any site. In addition, we have developed a new method for determining the pH value of digestive organs, such as PVDF, pH, pH, In order to compare the voltage difference between the current and the current in the fourth year, PVDF is a strong inductor (P (VDF-TrFE-CTFE)). PVDF is a strong inducer. It is prepared by solution coating method in three kinds of organic solvents. The measurement of its content in DC voltage is carried out. As a result, the amount of HMPA in the solvent was the highest. The film thickness of the film is small and the voltage variation tends to be large when the voltage is increased. It is confirmed that the voltage variation is large when the voltage is increased. In addition, PVDF (Pd) is deposited in the pH range of the solution. In practice, the pH value of the solution near the digestive solution is adjusted. As a result of the measurement of the output voltage, the pH value of the solution changes with the pH range of the solution.