Exploration of Innovative Fluid Logistics with Nano/Micro Photoresponsive Liquids

纳米/微米光响应液体创新流体物流探索

• 批准号: 21K18860
• 负责人: 則包 恭央
• 金额: $ 4.16万
• 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 Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18860/
• 关键词: 光応答性材料; 物質移動; 物質輸送

本研究では、光応答液滴をキャリアとして利用することで、流路や電極が不要な、光による物質運搬技術として、これまでにない革新的な物質輸送集積技術（フルイドロジスティクス）を開拓することを目的とする。本研究によって液滴をキャリアとした光による物質運搬が実現すれば、分子・粒子の任意の２Dおよび３D集積化技術として発展が期待される。本研究プロジェクトでは、「分子・ナノ粒子等の輸送と集積化」、「正および負の走光性を示す分子系の構築」および「運搬・輸送現象の解明と効率的発現」の３つの目標について研究を実施する。今年度は、まず、運搬・輸送現象の機構解明に関して研究を実施した。微粒子をプローブとし、アゾベンゼン誘導体と混合し、その混合体について各種分光法による物質運動解析を実施することで、微粒子の運動を観測することに成功した。さらに、液滴の運動・移動について表面張力およびラプラス圧によるモデルを構築し、光照射による液滴が移動する際に観測される形状変形現象の機構についての理解を深めた。また、光応答性化合物についての新規物質の探索を実施し、効率的な輸送に必要な分子デザインの指標を得ることに成功した。これまでの液滴移動可能な物質は紫外光応答する物質のみであったが、可視光に応答する化合物群について物質探索を行い、分子群の構築に成功した。また、移動現象に及ぼす固体表面の影響について検討を実施し、良好な表面の構築に成功した。

This study で は, light 応 a droplet を キ ャ リ ア と し て using す る こ と で, flows や electrode が don't な, light に よ る material handling technology と し て, こ れ ま で に な い な material conveying set product innovation technology (フ ル イ ド ロ ジ ス テ ィ ク ス) を pioneering す る こ と を purpose と す る. This study に よ っ て droplet を キ ャ リ ア と し た light に よ る material handling が be presently す れ ば, molecular particle の arbitrary の 2 d お よ び 3 d set product technology と し て 発 exhibition が expect さ れ る. This study プ ロ ジ ェ ク ト で は, "molecular ナ ノ particles such as の conveying と set product", "positive お よ び negative の exposed sex を す molecules is の in constructing" お よ び "the carrier transport phenomena の interpret と sharper rate 発 now" の 3 つ の target に つ い て research を be applied す る. This year, <s:1>, まず, and transportation phenomena are explained by institutions as に related to <s:1> て research を implementation た. Particles を プ ロ ー ブ と し, ア ゾ ベ ン ゼ ン inductor と mixed し, そ の mixture に つ い て various spectrometry に よ る material movement analysis を be applied す る こ と で, micro particles moving の を 観 measuring す る こ と に successful し た. さ ら に, droplet の sports mobile に つ い て surface tension お よ び ラ プ ラ ス 圧 に よ る モ デ ル を constructing し, light に よ る droplet が mobile す る interstate に 観 measuring さ れ る の institutions - shape phenomenon に つ い て の understand を deep め た. ま た, light 応 answer compound に つ い て の の explore new rules material を be し, sharper rate な conveying に necessary な molecular デ ザ イ ン を の index to る こ と に successful し た. こ れ ま で の droplet movement may な substance は ultraviolet 応 answer す る material の み で あ っ た が, visible light に 応 answer す る compound group に つ い て line material to explore を い, molecular group built の に success し た. ま た, mobile phenomenon に and ぼ す solid surface の influence に つ い て を 検 please be し, built good な surface の に success し た.

项目成果

Photo-Induced Crawling Motion of Azobenzene Crystals on a Liquid-Like Surface and its Application for Object Transportation

偶氮苯晶体在类液表面上的光致爬行运动及其在物体运输中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 齊川 誠;大沼 未央;吉川 佳広;真部 研吾;齋藤 滉一郎;則包 恭央
• 通讯作者: 則包 恭央

Synchronous assembly of chiral skeletal single-crystalline microvessels

• DOI: 10.1126/science.abm9596
• 发表时间: 2022-08-05
• 期刊: SCIENCE
• 影响因子: 56.9
• 作者: Oki, Osamu;Yamagishi, Hiroshi;Yamamoto, Yohei
• 通讯作者: Yamamoto, Yohei

Transportation of Nano/Microparticles via Photoinduced Crawling of Azobenzene Crystals

• DOI: 10.1002/admi.202202525
• 发表时间: 2023-04
• 期刊: Advanced Materials Interfaces
• 影响因子: 5.4
• 作者: Koichiro Saito;K. Ichiyanagi;S. Nozawa;R. Haruki;Dongxiao Fan;Tomoki Kanazawa;Y. Norikane

アゾベンゼン誘導体の微小液滴の基板上での移動現象

偶氮苯衍生物微滴在基底上的运动现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 則包恭央;真部研吾;他
• 通讯作者: 他

Development of Visible-Light Photomeltable Azobenzenes and Their Application as Solar Thermal Fuels

可见光光熔偶氮苯的开发及其作为太阳能热燃料的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Kwaria Dennis;Mcgehee Keegan;劉 蘇義;吉川 佳広;伊藤 祥太郎;則包 恭央
• 通讯作者: 則包 恭央