ソフトメタマテリアルで拓く局所滑り分布覚センサの創製

使用软超材料创建局部滑移分布传感传感器

• 批准号: 22K14211
• 负责人: 岡谷 泰佑
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14211/
• 关键词: メタマテリアル; ソフトメタマテリアル; 局所滑り分布覚センサ

本研究では，メタマテリアル構造をエラストマー上に形成した変形可能なソフトメタマテリアルを作製し，エラストマーの変形に伴う色変化から，エラストマーと接触対象の接触面に生じる局所滑り分布を可視化するセンサを実現する。メタマテリアルが変形すると共鳴波長における反射率が変化する。寸法及び向きの異なるメタマテリアルをエラストマー上にピクセル状に形成し，その共鳴波長をカメラにおけるRGBに対応させることで，各ピクセルにおいてメタマテリアルの向きに対応する向きの引張・圧縮変形を明度変化として捉えることができる。局所滑りが生じるとその周囲における引張・圧縮変形が緩和されるため，局所滑りは色変化として検出される。ピクセルの色変化を局所滑りに対応させることで，本来のカメラの解像度では捉えられない微小な局所滑りを可視化できる。本研究ではその原理検証を目的として，ソフトメタマテリアルの形成手法の確立，作製したセンサの分光特性評価，RGBカメラと組み合わせた概念実証を行う。１年目は厳密結合波解析を用いたメタマテリアルの設計、及び可視光領域、及びラージモデルとしてテラヘルツ領域でのメタマテリアル設計及び製作を行った。設計したメタマテリアルは金で構成し，エラストマーとしてポリジメチルシロキサンを用いた基板上に形成され，引張変形により共鳴波長において反射率変化が得られることを確認した。また，可視光領域におけるメタマテリアル作製に向けてEBリソグラフィによるレジストパターニング，及び応用としてメタレンズの新規形成法を示した。

This study で は, メ タ マ テ リ ア ル tectonic を エ ラ ス ト マ ー に formed on し た - shape may な ソ フ ト メ タ マ テ リ ア ル を as し, エ ラ ス ト マ ー の - form に with う color variations change か ら, エ ラ ス ト マ ー と contact like の seaborne contact に raw じ る bureau slide り distribution を visualization す る セ ン サ を be presently す る. Youdaoplaceholder0, テリア, テリア, が, deformation すると, resonance wavelength における, reflectance が, variation する. Inch and び to き の different な る メ タ マ テ リ ア ル を エ ラ ス ト マ ー on に ピ ク セ ル に form し, そ の resonance wavelength を カ メ ラ に お け る RGB に 応 seaborne さ せ る こ と で, each ピ ク セ ル に お い て メ タ マ テ リ ア ル の to き に 応 seaborne す る to き の extension, 圧 shrink - shaped を - lightness change と し て catch え る こ と が で き る. Bureau slide り が raw じ る と そ の weeks 囲 に お け る extension and · 圧 shrink - shaped が ease さ れ る た め, bureau slide り は color variations change と し て 検 out さ れ る. ピ ク セ ル の color variations change を bureau slide り に 応 seaborne さ せ る こ と で, originally の カ メ ラ の resolution で は catch え ら れ な い tiny な bureau slide り を visualization で き る. This study で は そ の principle 検 card を purpose と し て, ソ フ ト メ タ マ テ リ ア ル の forming technique の established, cropping し た セ ン サ の spectral features review 価, RGB カ メ ラ と group み close わ せ た concept be う を line. 1 year は 厳 close combination wave analytic を い た メ タ マ テ リ ア ル の design, and び visible light field, and び ラ ー ジ モ デ ル と し て テ ラ ヘ ル ツ field で の メ タ マ テ リ ア ル line design and を び っ た. Design し た メ タ マ テ リ ア ル は gold で constitute し エ ラ ス ト マ ー と し て ポ リ ジ メ チ ル シ ロ キ サ ン を with い た substrate に form さ れ, extension and - shaped に よ り resonance wavelength に お い て reflectance variations change が must ら れ る こ と を confirm し た. ま た, visible light field に お け る メ タ マ テ リ ア ル cropping に to け て EB リ ソ グ ラ フ ィ に よ る レ ジ ス ト パ タ ー ニ ン グ, and び 応 with と し て メ タ レ ン ズ の new rules forming method を し た.

项目成果

4方向の偏光子を搭載した反射型ロータリーエンコーダの構築と角度検出能力の評価

配备四向偏振器的反射式旋转编码器的构造及角度检测能力的评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林 創;岡谷 泰佑;猪股 直生;金森 義明
• 通讯作者: 金森 義明

Terahertz reflective metamaterials for flexible strain sensing

用于灵活应变传感的太赫兹反射超材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Dashdeleg Munkh-Orgil;Taiyu Okatani;Yoshiaki Kanamori
• 通讯作者: Yoshiaki Kanamori

Fabrication of reflective metalens by thermal oxidation of high-aspect-ratio silicon nanopillars

高纵横比硅纳米柱热氧化制备反射超透镜

• 发表时间: 2022
• 作者: Taiyu Okatani;Yuya Naito;Yoshiaki Kanamori
• 通讯作者: Yoshiaki Kanamori

Fabrication of high-aspect-ratio SiO2 nanopillars by Si thermal oxidation for metalenses in the visible region

通过硅热氧化制备高纵横比 SiO2 纳米柱，用于可见光区域的超透镜

• DOI: 10.35848/1347-4065/acbfbe
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Taiyu Okatani;Yuya Naito;and Yoshiaki Kanamori
• 通讯作者: and Yoshiaki Kanamori

直線偏光角計測に向けた光ファイバ端面への4方向ワイヤグリッド偏光子の取り付け

将 4 路线栅偏振器连接到光纤端面以进行线性偏振角测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡谷 泰佑;横山 雄基;金森 義明
• 通讯作者: 金森 義明