助成研究成果報告書Vol32
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− 52 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングキーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス[応用分野]奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 物質創成科学領域 教授[応用分野]近畿大学 理工学部 助教AF-2016225一般研究開発助成AF-2016226一般研究開発助成マイクロ流体チップ加工,細胞操作,細胞解析バイオ応用,マイクロ流体チップ,ガラス加工,セルソーターhosokawa@hskw.jpレーザー加工,金属表面処理レーザーピーニング,レーザーアブレーション,レーザー誘起プラズマmtsuyam@ele.kindai.ac.jp細川 陽一郎津山 美穂フェムト秒レーザプロセシングによる単細胞操作チップの開発高効率深層レーザーピーニング処理技術の実用化に関する研究近年のバイオイメージング技術の発展に伴い,その対象は細胞集団から1細胞となり,細胞ごとの構造や機能の理解が進んできており,現在その中でマイクロ流体チップの中で細胞を自在に配列制御し,操作できる技術がバイオ研究者から望まれている.細胞は主に,プラスチックもしくはガラスなどの細胞培養基板で培養されており,顕微鏡下で集光したフェムト秒レーザを用いることにより,これらの透明材料を3次元的に,かつ比熱的に加工できる.我々は薄膜ガラスをフェムト秒レーザにより,加工してマイクロ流体チップを形成する方法,さらには細胞培養基板上にポリマーや単分子膜を塗布し,フェムト秒レーザにより改質することで,基板上での細胞の遊走や細胞間相互作用を制御できることを示してきている.本研究では,上記の背景を鑑み,フェムト秒レーザプロセスを駆使した新規なマイクロ流体チップの開発を推進した.申請者の研究目的は, 高エネルギー利用効率レーザーピーニング技術の確立である. レーザーピーニングは, 熱加工では実現できない金属疲労の改善や応力腐食割れの防止策として利用されている. レーザーピーニングは, ショットピーニングや溶射等に比べて相対的に深部にまで及ぶ表面処理が可能であり, 航空機部品や原子力発電所などの高い信頼性が要求される部分に応用されている.本研究では, レーザーピーニングの効果を決定づける要素の中から特にプラズマ閉じ込め層に着目し, 高効率レーザーピーニングの条件を確定するための研究を進めた.結果として, プラズマ閉じ込め層の音響インピーダンスを制御することでレーザーピーニング効果を制御できることがわかった. また, プラズマ閉じ込め層として粘性を有する媒質を用いる場合, 適切な媒質の粘度が存在するため, 実験条件に応じた媒質を選択する必要がある.

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