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Deformation of structure-mediated droplet networks with kirigami-like structure

具有剪纸状结构的结构介导的液滴网络的变形

基本信息

批准号：
19K23498
负责人：
矢菅浩規
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-08-30 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K23498/
关键词：
液滴脂質二分子膜マイクロ構造液滴ネットワーク微細加工

项目摘要

近年、微小な油中水滴を脂質二分子膜等で接続して形成される液滴のネットワーク中に、膜タンパク質等の生体分子を統合したセンサ等のシステムが研究されている。研究代表者等は、これまでの研究で、連結したピラーからなる格子構造を用いる事で各液滴を3次元で配列可能な液滴ネットワーク（構造介在型液滴ネットワーク）の構築方法を提案した。本研究では、構造的な工夫を施す事によって、構造介在型液滴ネットワークの機械特性を変調させる方法を検討した。具体的には、本来伸張しない紙に切込を入れる事で全体として伸長変形ができる“切り紙”のように、構造介在型液滴ネットワークの連結ピラー格子構造部分に構造的な工夫を施す事で、液滴ネットワークを伸張させる事が可能かを検討した。連結ピラー格子構造が隙間なく配列した構造と、“切り紙”構造のように一部が取り除かれた構造の2種類を準備し、引張試験を行った。尚、連結ピラー格子構造は、UV硬化樹脂を材料として光造形方式の3Dプリンタで製作した。引張試験時、前者は伸張と共に大きな荷重が生じたのに対し，後者では緩やかな荷重の増加が確認された。また、構造崩壊が開始する伸びにおいても、構造工夫がある後者の方が、1.5 mm程度伸張可能である事が分かった。続いて、アガロースゲルを含む連結ピラー格子構造2層を重ねた試験片の引張を行った。尚、連結ピラー構造中に硬化前のアガロース水溶液を満たし、界面活性剤を含む鉱油で置換する事で液滴を生成し、その後冷却する事で水溶液をゲル化した。引張試験では、全体の9%程度の引張を実証した。

In recent years, there has been research on the integration of biological molecules such as lipid bilayers formed from minute oil droplets and membranes. The research representatives proposed the construction method of the lattice structure, which was used in the research, and the possibility of arranging each droplet in three dimensions. This research discusses methods to adjust the mechanical properties of structurally interposed droplet mobile phones while taking into account the time required for construction. The concrete structure is composed of the following parts: the first part of the structure is composed of the first part of the structure, the second part of the structure is composed of the first part of the structure, the third part of the structure, the fourth part of the structure, the structure, the fourth part of the structure, the fourth part of the structure, the structure, the The structure of the lattice structure of the link is arranged in the gap, and the structure of the "cut paper" is arranged in the gap, and the structure of the link is arranged in the gap. 3D printing of UV curable resin material and light shaping method When tension test is conducted, the former is opposite to the latter, and the latter is opposite to the latter. For example, if a structural collapse occurs, it may be possible to extend the structure to the extent of 1.5 mm In the middle of the game, there are two layers of lattice structure, namely, the first layer and the second layer. In the process of curing, the aqueous solution is heated, the interfacial activity is changed, the liquid droplets are generated, and the aqueous solution is cooled 9% of the total number of cases were confirmed.