位相シフト法による走査型Nano-Haptic（ナノ触覚）顕微鏡の開発

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本研究で実現を目指す「走査型Nano Haptic(ナノ触覚)顕微鏡」は、従来の形態的な観察を目的とした顕微鏡と全く異なる。触診のようなセンサプローブで細胞組織表面を10～50ナノの分解能でスキャンして、タンパク質や細胞の表面特性と物性をセンシングして、物理的な特性をイメージングする顕微鏡システムとして実現を目指している。初年度では、先に開発した0.1ミクロン制御システムを改良し、サブナノレベルでも動作する機構を地元企業と共同で基本設計を構築した。兵庫県立大学の前中/神田グループはＭＥＭＳ技術によって新しい圧電型バイモルフを試作してナノプローブの開発を目的とした。デバイスの基本設計と試作については従来手法を踏襲して、デバイスの基本構成を下に試作する事に成功した。特に、ＭＥＭＳによる圧電バイモルフの位相振幅特性と位相シフト補正回路のマッチングに関する課題について共同で実施した。前中/神田グループによる圧電バイモルフ素子の試作により数ｍＶ～数10ｍＶの発生電圧が可能となり、圧電セラミック素子の共振特性は約４ｋHzで動作できる事を確認した。更に本研究では、このデバイスをデジタル制御できる新しい計測システムの開発に成功した。本研究では、ナノハプティックプローブによるセンシング特性の検証実験も重要となるので、中山研究室（大阪国立循環器病センター）と共同で、先に開発した顕微鏡装置（ＳＨＭ）で細胞レベルの組織について硬さ・軟らかさ測定のイメージングを評価検証した。ナノレベルに高機能化する為には、組織物性とセンシング特性における問題点や改善点について検証し、3次元画像表示についてのイメージングも確認した。特に本研究課題の中で、ハプティック型触診プローブを試作開発し、臨床レベルに適用できる新しい手法の提案も行い、モデル実験により基礎的な実験を行った。