Surface Interaction Design Group表面機能デザイン研究グループ

実際に加工・評価を行い、社会実装を通して橋渡しを行う一貫した活動に取り組む

About研究グループについて

「表面構造形成(加工)」「表面修飾」「高機能計測設計」を融合させ、「光」「濡れ性」「すべり性」などの表面制御が可能な高機能部材や加工技術の研究を行っています。
さまざな分野の知見をもつ研究者が一体となって取り組むことのできる体制を構築し、表面機能物理現象の解明や提案から、実際に加工・評価を行い、社会実装を通して橋渡しを行う一貫した活動に取り組んでいます。

キーワード

反射防止、射出成形、ナノインプリント、サブ波長光学素子、レンズ、メタマテリアル、プラズモン、超撥水、滑落、防曇、超親水、熱溶着、接合、樹脂、変形レス、低温接合、微細構造

グループの詳細説明

金属機械加工技術やMEMS半導体微細加工技術を融合し、曲面形状の金型表面にマイクロ・ナノ構造体が付与可能なプロセス開発や金型技術開発を行っています。また、開発した金型を用いてナノインプリト・射出成形やフィルム押出成形などを用いた微細成形技術の研究開発を行っています。これら開発では、装置開発を含め、他にないオリジナルな新しいプロセスを実現して「光」「濡れ性」「滑り性」の制御された表面機能デバイスの開発を行っています。また、設計評価技術として、分子動力学法(MD)を用いたナノオーダサイズの力学的特性解析や、これら解析技術開発では、機械学習を用いたシュミレータの開発などにも取り組んでいます。さらに、計測技術として、材料に蓄えられていたひずみエネルギーを弾性波(AE波)を用いて、材料界面の計測などに資する微小領域計測技術の開発を行っています。また、私たちは、基礎研究から上市できる製造技術まで一貫した研究開発を推進しており、開発した技術を社会へ利用して頂ける取組活動も積極的に行っています。

Themes個別研究課題

  • ナノ構造による反射防止光学素子の開発 反射防止射出成形ナノインプリントサブ波長光学素子レンズ 材料合金技術と薄膜真空技術を融合して、ナノ構造体付きの曲面金型を実現しています。また、射出成形やナノインプリントを用いて、成形だけで反射防止機能を実現する技術開発を行っています。本技術により、世界最高レベルである60度まで反射低減が可能な広角の低反射性と防曇性を兼ね備えた光学部材の開発を行っています。 詳しくはこちら
  • ナノ凹凸による親水性・撥水性制御 超撥水滑落防曇超親水 凹凸構造体による表面粗さに応じて、濡れ性の効果が増大できるWenzelの理論を用いてプラスチック樹脂の親水性・撥水性制御を実現しています。ナノ構造体の微細成形技術だけで、水を弾く樹脂基板を構造体付与により水膜形成できる樹脂に変化させる事ができます。本技術を用いてピペットを作製した場合には、構造体により毛細管力が発現できます。 詳しくはこちら
  • ナノ凹凸による変形レス流路チップ 熱溶着接合樹脂変形レス低温接合微細構造 反射防止ナノ構造体の開発で得たナノ構造体の微細成形技術を用いて、ナノ構造体のもつアンカー効果を用いて、微細流路チップなどの樹脂基板を低温で熱溶着接合する接合技術の開発を行っています。本技術を用いる事で従来のプラスチック樹脂溶着接合に比べ、接合時の変形が1/10以下に実現でき、微細構造体の超精密接合が実現できます。 詳しくはこちら
  • 金属ナノ粒子インク構造を利用した新しい光学素子の研究開発 ナノインプリント技術とナノ粒子インクの印刷技術を融合して、アスペクト比が高い金属ナノ構造が形成可能な厚膜ナノ印刷プロセスを開発しています。これを基盤として、低反射率で高耐久性のワイヤーグリッド偏光フィルムやナノ粒子メタマテリアルなど光学素子の新展開に向けた研究開発に取り組んでいます。 低反射率で高耐久性のワイヤーグリッド偏光シートの研究開発 プリンテッドメタマテリアルの研究
  • 水素関連材料の評価技術の開発 温室効果ガスによる地球温暖化への対策として、 日常生活や産業活動で水素を利用する社会、 いわゆる「水素社会」の実現が期待されており、 燃料電池自動車の利用や水素ステーションの設置が進められています。 本研究では、水素に関連する機器の安全性、信頼性向上のためにシミュレーションや機械学習を用いた基礎研究を行っています。 詳しくはこちら
  • 走査型プローブ顕微鏡(SPM)におけるアコースティックエミッション(AE)の検出手法の開発 石英、Cu、SUS、Al、プラスチップなどの材料を入w手して、それらの表面硬さの違いに起因するSPMによるインデントの際のAE波の差異を観察しています。。AE信号をSPMのPZTスキャナのXY電極から取り出す技術の開発に着手し、さらに、SPM信号に重畳したAE信号を抽出する技術の開発にも着手しています。また低ノイズと低リーク電流を実現する配線技術の開発に着手しており、さらに固定電圧による揺らぎの発生しない粗動機構の開発を行いSPM測定に利用しています。 詳しくはこちら
  • レーザーアブレーションによるナノ粒子作製プロセスの研究 高エネルギーなレーザーを集光して照射することにより材料を瞬間的に蒸発させ、高純度なナノ粒子を気相中で作製しています。更に、結晶性やナノ粒子の形状、サイズをコントロールするプロセスを通じて、電子の閉じ込めに起因する物理的効果を検証するとともに、複数の材料の粒子からなる複合ナノ粒子の研究開発も行っています。