放射線変異操作のためのマイクロレーザー衝撃による植物細胞膜のマイクロ加工

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衝撃工学はこれまで火薬銃あるいは爆ごうを利用した研究が主体であったが、最近のレーザーの発達により、自在に超高圧パルスを発生させ、ミニフライヤーを用いて、対象試料に反復的に高圧パルスを負荷することが原理的に可能となってきた。本研究では、YAGレーザーならびにmJレベルのマイクロレーザを用いて、Cuフライヤーによる反復的に超高圧パルスを発生させる実験を中心に、マイクロ加工の可能性を検討した。本プロセスの特徴は、レーザー光を集光させ、Al薄膜(光吸収と温度保持のためのアモルファス炭素コーティング)のプラズマ化により、その上に接着した任意の物質をフライヤーとして加速することが可能である。現在の開発段階では、レーザー光強度に応じて、1-2km/sまで銅フライヤー(厚み:数10μm、直径:5mm)を加速することが可能である。マイクロ加工では、2つの要件が問題となる。1つはレーザー加速フライヤーによる超高圧パルスの精度、他は微細加工のためのフライヤーの微細化である。加速に関しては、レーザー光をμmオーダーに絞っても、数%程度のばらつきでほぼ同一の平均速度まで加速させることが可能である。一方、微細加工性に関しては、レーザー集光で決まるため、現行の装置では、1μmがフライヤー寸法の下限であり、これ以上の径のフライヤーであれば、X-Y-Z軸制御の条件で、視野内の任意の位置に繰り返し微細フライヤーを打ち込むことが可能である。