マイクロナノシステム研究室
- KEYWORD
- マイクロマシン
- バイオナノ技術
- 環境発電
- MEMS/NEMS
マイクロナノシステムの
バイオ、ナノテク、エネルギーへの応用
半導体加工技術を活用してミクロやナノの機械を作る MEMS/NEMS 技術を当初から研究し、もう40年になります。今では、携帯電話のユーザーインターフェース、車の自動運転用のセンサ、体の動きに反応するゲーム機のコントローラーなど皆さんの身の回りに、この技術が役立っています。さらに、光通信ネットワークの通信経路の制御、データセンターの信号伝達や、内視鏡などの医療分野に応用が広がっています。
本研究室では、マイクロナノシステム技術を異分野と融合して、バイオ・ナノテクノロジーからエネルギーまで、様々の応用を研究します。特に、細胞や生体分子の操作と計測、電子顕微鏡中の「その場」観測によるナノ材料の可視化と物性評価、環境の微小振動から発電する素子を研究しています。
本研究室でのMEMS研究の発展の歴史
研究スタッフ
教授
マイクロナノメカトロニクス、バイオ MEMS
研究の目的
技術の特長
感染症監視のために皮膚を生きたセンサ／ディスプレイに転換
皮膚上の生きた細胞を、体内の生理的な状態、例えば初期の感染シグナルを感知するセンサとし、体調を可視化するディスプレイとする研究を行っている。このセンサは「ほくろ」のようにいつまでも同じ位置に、同じ大きさでとどまり、生体の寿命と同じだけ働き続けるので、生涯にわたるモニタリングができる。
- ・家庭内で健康状態のチェックが可能（体調不良を早期に発見して、医院で診断を受ける）
- ・リビングデバイスはセンサのメンテナンスや外部電源が不要なため、常に動作し続ける。
- ・マウスモデルでは、刺激後数日間は鮮明な蛍光シグナルを示す（図と写真参照）
MEMS を電子顕微鏡内で動かしナノ材料を調べる
- ・ナノ物体の原子レベル構造変化と、機械・熱・電気・バイオ化学特性を同時に測定
- ・MEMS を機能化し、同じ TEM ホルダーで力や電界の付加、温度変化、水中観測を実現
- ・シリコンのモノリシック構造を用いて、市販の in-situ 実験系に比べ、安定性、画像分解能、測定精度を一桁向上
MEMS振動発電デバイス
- ・微弱な環境振動（～0.6G）から1mWの大きな電力を発生
- ・MEMS技術により量産可能
- ・高アスペクト比ギャップ内に強力なエレクトレットを形成して変換効率を向上
