グリーンアプリケーションのために繊維状基材連続微細加工技術の開発

开发用于绿色应用的纤维基材连续微加工技术

• 批准号: 11F01508
• 负责人: 張 毅
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01508/
• 关键词: MEMS; 繊維状基材; マイクロセンサー; 線状基材

本年度は、繊維状基材への三次元露光プロセスを改善できた。代表的なマイクロセンサ(温度センサ、マイクロヒーターやグルコースセンサなど)を繊維状基材に設計されて作製した。作製した温度センサが高精度微細加工のため、均一な感知素子の分布と小さい体積により、従来のシリコンまたはポリマーフィルム上に作製したものと比較して、高い感度(0.0035/℃)ができた。それで、広くいくつかの生物医学用途に、特に温熱療法において、おける重要な介入の監視装置として使用することができる。成功したグルコースセンサは三電極構造がある。参考電極はAg/AgClであるし、ほかの二つの電極は白金である。参考電極を作るために、円筒露光装置を改良して、初めて繊維状基材へのアラインメントプロセスが成功した。アラインメント精度が±1㎛を可能になった。それで、統合された三極構造を有するマイクロニードルのプロトタイプが作製されて評価された。1mole/LのKClと0.02mol/L K3Fe (CN)液に、対応するサイクリックボルタンメトリー曲線により良好な酸化還元特性を有することを示している。また、二光子吸収を利用した3Dレーザー・リソグラフィ・システムを用いた製作プロセスにより、微細パターンを有する3Dフォトマスクを製作することができた。最小線幅が3μmまで下げて成功した。製作したフォトマスクを使用した投影リソグラフィでは繊維状基材へパターンの転写が可能であることも確認できた。3Dレーザーリソグラフィによる微細パターンの形成は今まで困難であった非平面への任意のパターン形成法として新たなMEMSデバイス製作や三次元配線等への応用が期待できる。そして、繊維状基材への高速・準連続なパターンの転写はフレキシブルシートデバイスやファイバータイプデバイス等の製作、量産に期待が持てる。

This year, the <s:1> and 繊 three-dimensional substrates へ <s:1> three-dimensional exposure プロセスを has been improved で た た た. Represent な マ イ ク ロ セ ン サ (temperature セ ン サ, マ イ ク ロ ヒ ー タ ー や グ ル コ ー ス セ ン サ な ど) を 繊 d shape base material に design さ れ て cropping し た. Cropping し た temperature セ ン サ が precision microfabrication の た め と small, uniform な perceptual element の distribution さ い volume に よ り, 従 の シ リ コ ン ま た は ポ リ マ ー フ ィ ル ム に cropping systems on し た も の と compare し て, high い sensitivity (0.0035 ℃) / が で き た. そ れ で, hiroo く い く つ か の biomedical purposes に, に thermotherapy に お い て, お け る important な intervention の monitoring device と し て use す る こ と が で き る. The three-electrode structure がある was successfully established with the following three electrodes: たグ たグ コ スセ スセ サ サ がある. Reference electrodes: <s:1> Ag/AgClである である, ほ ほ ほ <s:1>, <s:1>, <s:1> and white gold である. Reference electrode を as る た め に, has drifted back towards &yen; tube exposure device を improvement し て, early め て 繊 d shape base material へ の ア ラ イ ン メ ン ト プ ロ セ ス が successful し た. Youdaoplaceholder0 メ メ ト ト accuracy が±1 を possible になった. そ れ で, integrative さ れ た triode structure を have す る マ イ ク ロ ニ ー ド ル の プ ロ ト タ イ プ が cropping さ れ て review 価 さ れ た. 1 mole/L の KCl と 0.02 mol/L K3Fe (CN) liquid に, 応 seaborne す る サ イ ク リ ッ ク ボ ル タ ン メ ト リ ー curve に よ り な acidification yuan characteristics を also have good す る こ と を shown し て い る. ま た, two photon absorption 収 を using し た 3 d レ ー ザ ー · リ ソ グ ラ フ ィ · シ ス テ ム を with い た making プ ロ セ ス に よ り, imperceptible パ タ ー ン を have す る 3 d フ ォ ト マ ス ク を making す る こ と が で き た. At the minimum line width of が3μmまで, げて successfully た. Making し た フ ォ ト マ ス ク を use し た projection リ ソ グ ラ フ ィ で は 繊 d shape base material へ パ タ ー ン の planning may write が で あ る こ と も confirm で き た. 3 d レ ー ザ ー リ ソ グ ラ フ ィ に よ る imperceptible パ タ ー ン の form は today ま で difficult で あ っ た nonplanar へ の arbitrary の パ タ ー ン formation method と し て new た な MEMS デ バ イ ス や three dimensional layout for へ の 応 with が expect で き る. そ し て, 繊 d substrate へ の high-speed, accurate even 続 な パ タ ー ン の planning write は フ レ キ シ ブ ル シ ー ト デ バ イ ス や フ ァ イ バ ー タ イ プ デ バ イ ス の production, such as production に expect が hold て る.

项目成果

3D Microfabrication on Capillary for Biomedical and Microfluidic Applications

用于生物医学和微流体应用的毛细管 3D 微加工

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Mishra;A. Takamasa;H. Arae;W. Mietelski;Y. Watanabe;S. Yoshida;T. Ishikawa and S. K. Sahoo.;Zhuoqing Yang
• 通讯作者: Zhuoqing Yang

3D microcoil fabrication on the capillary surface by cylindrincal projection lithography for NMR application

通过圆柱投影光刻在毛细管表面制造 3D 微线圈，用于 NMR 应用

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Mishra;A. Takamasa;H. Arae;W. Mietelski;Y. Watanabe;S. Yoshida;T. Ishikawa and S. K. Sahoo.;Zhuoqing Yang
• 通讯作者: Zhuoqing Yang

Flexible Implantable Microtemperature Sensor Fabricated on Polymer Capillary by Programmable UV Lithography With Multilayer Alignment for Biomedical Applications

• DOI: 10.1109/jmems.2013.2269674
• 发表时间: 2014-02
• 期刊: Journal of Microelectromechanical Systems
• 影响因子: 2.7
• 作者: Zhuo-qing Yang;Yi Zhang;T. Itoh;R. Maeda

New fabrication method of three-electrode system on cylindrica capillary surface as a flexible implantable microneedle

圆柱形毛细血管表面三电极系统柔性植入微针的新制作方法

• 发表时间: 2013
• 期刊: Surface Review and Letters
• 影响因子: 1.1
• 作者: Z. Yang;Y. Zhang;T. Itoh;R. Maeda
• 通讯作者: R. Maeda

A flexible implantable micro temperature sensor on polymer capillary for biomedical application

用于生物医学应用的聚合物毛细管上柔性可植入微型温度传感器

• 发表时间: 2013
• 作者: S. Mishra;H. Arae;A. Sorimachi;M. Hosoda;S. Tokonami;T. Ishikawa and S. K. Sahoo;Zhuoqing Yang
• 通讯作者: Zhuoqing Yang