光硬化型イオンゲルを用いた高性能ソフトマイクロマニピュレータの開発

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近年、細胞やバクテリア・DNAなどの生体試料を高精度に操作するバイオマニピュレーション技術の開発が強く求められている。本研究では、低電圧で水中駆動が可能なソフトマイクロマニピュレータの開発を目的としている。本年度は、昨年度までに駆動実証した光硬化型イオンゲルアクチュェータの微小化と3次元化を目指して、新しい電極材料および電極作製方法の検討を行った。第一の方法は、有機溶媒に分散したカーボンナノチューブをスプレー法を用いて、イオンゲル製カンチレバーに塗布する方法である。カンチレバー側面に溝を形成することで、スプレー中に電極間が導通しないように工夫した。実際に、試作したカンチレバー型アクチュエータの駆動顕教実験を行い、印加電圧に応答して変位することが確認できた。しかし、変位量が小さく、電極の表面積を増加させる改良が必要である。一方、第二の方法として、マイクロ光造形によって作製した樹脂製の3次元微小電極構造を、熱処理によって炭化する任意の3次元微小電極を形成する手法を開発した。特に、炭化した際に微細な3次元構造を維持できる新規光硬化性樹脂を開発することに成功し、数μmの直径の微細電極の形成も可能であることを実証した。今後、この炭素電極に光硬化型イオンゲルを塗布し、微小なイオンゲル・マニピュレータを作製し、細胞やバクテリアなどの生体試料を低侵傷で把持・操作できるソフトマニピュレータの開発をめざす。