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光駆動によるマイクロ・ナノマニピュレータの開発

光驱动微纳米机械臂的研制

基本信息

批准号：
16650100
负责人：
大谷幸利
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は光を駆動エネルギとしてマイクロからナノメートルオーダの物体のマニピュレータを開発することを目的とした.光ファイバーの端面から光を入射すると,光ファイバーカンチレバーがフォトサーマル効果によって駆動する.これは光ファイバ先端を斜めに研磨し黒く塗装して,この部分で光によって局所的に温度変化による熱膨張が発生することによりトラッピングのための爪が駆動する現象である.一般に,熱エネルギを用いるアクチュエータは熱伝導,放熱に時間がかかるため,動作速度が遅いと考えられる.しかし,微小な環境ではスケール則が成り立つため体積に対して表面積を大きく1秒以下の高速駆動が可能となった.実際に光ファイバーカンチレバーの製作技術の検討・試作を行った.ミクロな世界においては物体間の相互の関係が単純にスケーリングで成り立たないことが多いので,必要に応じて新たな理論付けをしたうえで,シミュレーションからも検討を行った.以上によって得られた結果から最適な光ファイバーカンチレバーを製作した上で,マイクロマニピュレータの製作を行い,実験的な基本特性を得た.さらに,光ファイバカンチレバーを3次元マイクロ・マニピュレーションシステムとして構築した.本年度はマイクロ・ナノマニュピレータでの駆動にあわせて光を照射するため,走査する光の高精度の位置決めのためのマイクロスコープに電動ステージを取りつけ自動化操作も可能となった.以上,ソフトウエアの開発も含めて行い,実際のバイオ・生体サンプルを把持して3次元操作や立体構造物の製作を可能とした.

The purpose of this research is to develop a computer that can control light and move objects from a mouse to a mouse. The end face of the light beam is incident on the light beam, and the light beam is incident on the light beam. This phenomenon occurs when the temperature of a part of the light changes due to thermal expansion. In general, the heat generation is used in the middle of the heat conduction, the heat release time is from the middle of the heat conduction, and the movement speed is from the middle of the heat conduction. In a small environment, the volume of the surface area is large, and the high speed movement is possible in less than 1 second. During the implementation of the project, the production technology of the project was discussed and tested. The relationship between objects in the world is pure. It is necessary to discuss the new theory. The above results show that the most suitable light source is the light source, and the most suitable light source is the light source. In the past, the number of people in the United States has increased. This year's high-precision light position determination is possible. In the above, the development of the software is included in the process of implementation, and it is possible to control the three-dimensional operation and the production of three-dimensional structures.