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高機能マイクロリアクターを低コストで量産、水を使った表面加工で

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高機能マイクロリアクターを低コストで量産、水を使った表面加工で

Osaka-Univ_water-Care_image1.jpg
同技術で製造した高機能マイクロリアクター 出典:大阪大学

大阪大学は、水を使用した新たな表面加工技術により、濡れ性を制御した高機能マイクロリアクターや
細胞培養容器などを低コストで量産する技術を発表しています。
同大学 大学院 工学研究科 教授の山内和人氏とクリスタル光学が共同開発。


研究グループでは、同技術の開発に当たり、型を用いた形状転写と薄膜形成技術、
独自開発した超精密加工技術「Water-CARE法」を適用。
従来の研磨法では、微細な砥粒や化学薬品を含むスラリー(研磨加工に用いる加工液)の中で、
研磨パッドが表面をこすることで加工物の凸部が除去されて平滑な表面を得ていました。
これに対し、Water-CARE法は水のみで加工物表面をエッチングできるとのこと。

Osaka-Univ_water-Care_image2.jpg
開発された「Water-CARE装置」。パッド表面に触媒金属の薄膜が形成されている以外は、
通常の研磨装置とほぼ同等。軟質基材は通常の研磨パッド 出典:大阪大学

Water-CARE装置の構成は従来の研磨装置と同様ですが、研磨パッド表面に触媒機能を持つ
プラチナやニッケル層などが100nm程度成膜されています。触媒表面が水分子を介して加工物に
原子スケールまで近づいた時に化学反応が誘起されるため、従来の研磨の場合と同様、
パッド表面に近づきやすい加工物の凸部から優先的にエッチングが進み、平滑な表面を得られるとのこと。

同手法では、従来の方法に比べて工程が少なく済み、精密な制御も不必要。
さらに、水のみで加工できることからクリーンルームとの整合性に優れ、産業廃棄物が出ないという利点もあります。
研磨粒子などが溝内に入り込むことがないため、次工程の洗浄での負荷を大幅に低減するとのことで
これにより、高機能マイクロリアクターなどを簡便で安価に製造できるとしています。

今回の成果から、DNA検査やがんなどの疾患を家庭でセルフチェックできるようになること、
再生医療やバイオ技術の研究開発が飛躍的に進むことなどが期待されるとしています。
また、表面の濡れ性制御に加え、光や摩擦係数の制御といったさまざまな機能性表面を
安価に作れる可能性もあるとしています。

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