研究 (Research)
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深紫外域吸収を利用した３次元光ナノ造形法の開発 (Development of a three-dimensional optical nanofabrication method using deep-ultraviolet absorption)
教授 藤田 克昌、招へい研究員 田口 敦清（ 工学研究科 物理学系専攻） FUJITA Katsumasa, TAGUCHI Atsushi(Graduate School of Engineering)
取組要特徴・独自性
３次元造形技術は、複雑な３次元構造を造形できるため、エレクトロニクスから再生医学まで幅広い分野で応用可能であり、研究開発さらには実際のものづくりに活用されています。その中でも、２光子吸収による光重合反応を利用した２光子造形法はナノサイズの３次元造形を可能にします。これまでは近赤外光による励起が使われていましたが、吸収されるエネルギーが低く、利用できる光化学反応・材料が限定されていました。本研究では、可視光を用いながらも、深紫外光レベルの光吸収を利用する３次元造形法を開発しました。可視光の２光子吸収により深紫外光照射と同じ効果を発生させ、エネルギーの高い深紫外域での光化学反応を誘起できるため、従来法では使用できなかった光化学反応・材料を光造形に利用できるようになります。これまでにアクリル樹脂、金属酸化物、生体材料での３次元マイクロ・ナノ造形に利用できることを示しました。本技術は、材料の純度向上、加工分解能の向上（80 nm）、２光子吸収の効率化（従来法の約7倍）を達成し、３次元ナノ造形法に革新をもたらしました。
研究研究の先に見据えるビジョン
本研究で開発した装置は、高い加工分解能、幅広い材料選択、高効率での３次元ナノ造形を可能にします。我々の研究グループでは、生体適合材料の３次元ナノ造形に着目しており、本研究成果は３次元バイオプリンティングへ応用が期待できます。将来的には、診断用の組織チップの作製や血管の1つ1つまで緻密に再現したミニ造形プリンティングに応用でき、生体組織工学・再生医学分野の基礎研究を推し進めることができます。
担当研究者
教授 藤田 克昌、招へい研究員 田口 敦清（ 工学研究科 物理学系専攻）
キーワード
２光子吸収／３次元ナノ造形／深紫外／金属酸化物／バイオプリンティング
応用分野
材料工学／エレクトロニクス／組織工学／創薬