特殊金属/合金マイクロマシンの創成

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申請研究では計画研究として３つの研究項目がある。以下に、各々の研究項目の進捗状況を説明する。研究項目１であるフレキシブルで強靭なTitanium On Insulator (TOI)ウェハを用いた圧力、力、アクチュエータの実現のためには、シリコンMEMSにおける酸化膜に対応する絶縁薄膜の成膜技術が重要である。さらに絶縁膜を残したままで鏡面加工する技術も重要である。熱膨張係数が近く、絶縁性が高いアルミナ薄膜を絶縁膜としたTOIウェハについて、薄膜を残したままでそのままDRIE加工をしても元のチタン基板よりも鏡面状態で深掘りすることに成功した。本技術は、日本機械学会のマイクロナノ工学部門大会において若手優秀講演賞を受賞した。なお、本研究成果に関わる予備研究で実施していたドライナノ研磨技術が英文誌に掲載された。研究項目２のマイクロ電解工業に関する挑戦については、評価のための設備立ち上げを進めており、電気化学微細加工装置のセットアップを終えた段階である。次年度に試験を実施する予定である。研究項目３については、フッ素樹脂とアンカー効果を有するチタンウェハの接合に成功した。接合部は母材よりも強固であり、引っ張り試験では把持部のチタン板が破断した。本研究成果は、2022年度の徳島で開催される関連学会で発表予定である。なお、上記の計画研究以外のチタンマイクロマシニングの応用として、主刃の周縁にマイクロ刃を有するマイクロサージェリー用メスの試作も実施し、より低い力で切開できるようになった。本研究成果は、第38回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウムにて、速報ポスター賞にノミネートされた。マイクロ構造形成と切れ味の相関に関するメカニズム解明は刃物の機能性を生み出す可能性を有し新しい分野になると期待される。