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機能材料創製のための先端パルスレーザー加工技術の開発

开发用于制造功能材料的先进脉冲激光加工技术

基本信息

批准号：
14F04709
负责人：
杉岡幸次
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04709/
关键词：
フェムト秒レーザー 3Dプリンティング金属造形バイオチップ

项目摘要

3Dプリンティング技術は３次元の複雑な構造を直接構築できるため、エレクトロニクス、医療から航空産業まで幅広い分野で応用可能であり、今日世界的に研究開発さらには実際のもの作りが活発に行われている。しかし既存の3Dプリンティング技術で作製できる３次元構造体の寸法は、数メートルから小さいものでも数ミリメートルのオーダーである。一方、マイクロ～ナノのスケールの３次元構造体が実現されれば、新たな機能を発現させることができ、メタマテリアル、フォトニック結晶、バイオチップ等への応用が期待される。このような微小な３次元構造体の作製方法としては、フェムト秒レーザーを用いた２光子造形法が既に広く試みられている。しかし２光子造形で造形できる材料はポリマーに限られるため、その応用には限界があり、その他の材料からなる３次元マイクロ、ナノ構造体を作製する技術の開発が強く望まれている。本研究では、金属の３次元マイクロ、ナノ構造体を造形するために、新たな3Dプリンティング技術を開発することを目的とする。金属の３次元マイクロ、ナノ構造体を形成するために、高分子化合物であるポリビニルピロビドン(PVP)に硝酸銀を混合したものを前駆体として用いた。波長1030nm、パルス幅230fs、繰り返し周波数54MHzのフェムト秒レーザーを用い、前駆体の多光子光還元反応により銀原子を析出することを試みた。レーザーパワー、レーザー走査速度、PVP溶液の濃度を最適化することにより、加工解像度20μm程度で連続的な金属構造を構築することに成功した。一方ガラスマイクロチップに形成された３次元流体構造内部に、２光子造形法により３次元マイクロ、ナノ構造体を形成する技術を開発し、高機能バイオチップ作製への応用を計った。

3D technology is a direct construction of 3D complex structures, medical and aviation industries, a wide range of applications, and research and development in today's world. The existing 3D technology is used to manufacture 3D structures. The three-dimensional structure of a party, a party, The method of making the three-dimensional structure is based on the two-photon modeling method. The development of technology for the manufacture of two-dimensional photonic structures is highly desirable. The purpose of this research is to develop new 3D processing technology to shape metal 3D structures and structures. Metal three-dimensional structure formation, polymer compounds, silver nitrate precursor Wavelength: 1030nm, amplitude: 230fs, frequency: 54MHz, wavelength: 1000 nm, wavelength: 54MHz, wavelength: 1000 nm, wavelength: 54MHz, wavelength: 1000 nm, wavelength: 1000 nm, wavelength: 100 nm, wavelength: 1000 nm, wavelength: 100 nm, wavelength: 10 For example, if you want to optimize the processing speed and concentration of PVP solution, you can construct a metal structure with a processing resolution of 20μm. A new technology for the formation of 3D fluid structures by two-photon modeling method is developed, and high-performance design for the formation of 3D fluid structures is developed.