微細加工を応用して新しい、マイクロセンサやマイクロアクチュエータを創る。例えば、～10Vの低電圧で動作する静電駆動型マイクロミラーが実現できる。原理的工夫は、マイクロミラーを数100nm厚の薄い紐状ねじれバネで支えることでバネ定数を小さくしたことである。但し、静電引力がミラーの上下変位ではなく回転運動を生じるように、紐をピンと張って上下方向には硬く、回転には柔らかさを保つようにした。アモルファスから結晶化したポリシリコン膜を利用し、大きな張力と温度安定性を実現した。また、静電アクチュエータの性質を利用して、高電圧バッテリの出力を測定する絶縁型電圧センサ、人の皮膚の性質を利用したウェアラブル型の呼吸センサの研究を手掛けている。

Outcome：

2022
レジスト膜のシートを応用した研究とも関係するが、MEMS静電アクチュエータの櫛歯構造を電極ギャップ1.5µmにて行うなど微細パターンを転写するのにも有効である発展が得られた。上記ギャップは、通常のマスク露光では転写を安定してえることが難しいサイズであり、パッシェンカーブからは放電を避けて電界を高くするのに有利な寸法である。

2023
引き続き、ギャップ1.5μmを持つMEMS静電アクチュエータのデバイス試作を続けた。別に、フレキシブル基板に、サーモパイルセンサを用意した温感センサを製作した。これはロボットの指などに実装するもので、人間など対象物と接した場合に、熱流を測定することで判断するためのデバイスである。

2024
標準的な水平櫛歯型静電アクチュエータを製作した。設計データや製作プロセスは文科省ARIM事業のデータとしてデータポータル（https://nanonet.go.jp/data_service/）に公開している。試作したアクチュエータの駆動を±に瞬時に切り替える方法で、静電気の帯電を抑える効果を明らかにした。

2025
ロボットの指先に装着可能な熱電対型フレキシブル温感センサの研究を進めた。また、標準的な水平櫛歯型静電アクチュエータは、MEMS分野に興味のある近隣企業向け実習教材となった。

大気圧プラズマの特徴と、MEMS微細加工の技術を生かし、微小なマイクロプラズマ光源を実現する。例えば、5Wで点灯する誘導結合型プラズマ（ICP）の真空紫外光源、細胞のような小さなサンプルをトラップするインターフェース機能付きプラズマ源を実現した。真空封止したガスチャンバにて、電力を加えるだけで大気圧プラズマを点灯できることも確認した。
　また、誘導結合型の大気圧プラズマに浮遊電極を初めて導入することで、点灯し易くなり、省エネで高密度なプラズマ源の実現につながった。これはサイズの大きなプラズマ源としても有効である。

Outcome：

2022
プラズマ処理水が、花粉の発芽を促進する効果が得られた。花粉を扱う実験において、孤立した花粉を500µm間隔で配列する操作に有効な、MEMSノズル素子と合わせて研究した。これは名古屋大学の田中宏昌教授と進めた。

2023
花粉を扱う実験において、孤立した花粉を500µm間隔で配列する操作に有効な、MEMSノズル素子を改良した。具体的には、角部にアールを入れて、細胞が機械的にダメージを受け難く、かつ気流を円滑にすることで花粉トラップの効率を高める効果を狙うものである。

2024
花粉を500µm間隔で培地に固定する技術において、固定時に花粉に加わる圧力が、発芽に影響していることを見出すなど、技術の改良を進めた。

2025
ユリ花粉を、個々に孤立させて500µm間隔で配列する操作に有効な、MEMSノズル素子を改良した。今まで直角コーナだったノズル先の形状に対し、数10µmの面取り加工を実現したことで、気流が広域から花粉を吸い込むことが可能になり、少ない負圧で（細胞にダメージを与えず）高効率でトラップ可能にした。

通常は平面基板にしか適用できないフォトリソグラフィ加工を、レンズ曲面や機械部品に代表される立体に適用可能にする。微細な形状が100万個程度多数並ぶ、マイクロテクスチャなどを実現する技術となる。

Outcome：

2021
科学技術交流財団 R2年度採択の共同研究推進事業「三次元フォトリソグラフィ加工技術の開発」にて、立体のフォトリソグラフィ加工そのものと、その実施のための装置類を開発した。

2022
立体のフォトリソグラフィ加工を進めるために必須となるのが、レジスト膜の貼付け装置である。小片基板向けの貼付け装置を、民間企業と協力して開発した。

2023
立体のフォトリソグラフィ加工を進めるために必須となるレジスト膜の貼付け装置を、民間企業と協力して開発した。更に、大企業１社と技術活用のための共同研究を進めた。

2024
立体のフォトリソグラフィ加工において、潜像付きレジスト膜の貼り付け装置を開発した。これにより、立体対象物に位置合わせして、微細パターンを位置合わせする精度が格段に上がる。機械部品などの意中の場所に摩擦低減などの機能性微細構造を用意したり、複数パターンをつなげて立体デバイスを可能にする技術となる。

2025
立体のフォトリソグラフィ加工において、潜像付きレジスト膜の貼り付けを基本とする技術を高めてきた。形状変化が急峻で今まで不可能と考えられていた、垂直壁を持つ立体にも、壁や底を同時にパターン転写可能にする技術を見出した。応用範囲が格段に広くなる。

流線形の機械は流体抵抗を下げるマクロな構造であるが、表面にサメ肌状リブレット構造を用意すると、抵抗を更に低減できることが知られる。立体フォトリソグラフィ技術により、ミクロな意中の構造を広域に作れるようになった。各種マイクロテクスチャーを立体機械部品に作り、抵抗・摩擦低減、伝熱促進、放射制御、抗菌などの様々な新機能を省スペースで実現する。

Outcome：

2023
マイクロテクスチャーを付与することで、抗菌パターンをロールに用意し、量産に適した圧延技術で部材に転写できた。赤外線サブ波長サイズのモスアイ構造を、凹レンズ金型に実現し反射防止構造を実現した。

2024
マイクロテクスチャーを付与することで、ステンレス部品からの赤外線の放射制御、銅部品の伝熱促進を確認した。また、熱交換機フィン用アルミ合金の薄板材にハスの葉状凹凸を付けることで撥水性を高めた。部品穴の内面に、摩擦を低減構造を実現した。また、シリコン部材に微細な柱アレイを創り、表面積を増やしつつ電池化学反応に伴う体積膨張を許容する電極を実現した。

2025
マイクロテクスチャーを、ステンレス部品や銅部品に付与して伝熱促進に応用する研究は計測した。加えて、アルミ箔に微細な剣山状のピラーアレイをプレス転写する技術の蓄積が進んだ。リチウムイオン電池の集電体など、新分野への応用が考えられる。

Improvement of the efficiency and durability in surface acoustic wave motors

Outcome：

2025
None

2024
None

2023
The efficiency and durability of surface acoustic wave motor are studied with the improvement of IDT and stator.

Underwater propulsion force is the reaction force of the acoustic driving force, also as a new scheme to realize the autonomous locomotion of swimmer. A novel ultrasonic propulsion system is studied to try to explore high output power and miniaturization with surface acoustic waves. and bulk acoustic waves.

Outcome：

2025
Miniaturization ultrasonic propulsion systems via disc transducer.

2024
Miniaturization ultrasonic propulsion systems and devices using lead-free piezoelectric elements are investigated.

2023
Based on ultrasonic propulsion systems, we are studying the miniaturization of underwater robots, multiple degrees of freedom and others.

A high frequency surface acoustic wave device is studied to create a respiratory medication spray nozzle.

Outcome：

2025
None

2024
None

2023
An atomizer is investigated with the high frequency unidirectional surface acoustic wave device for respiratory medication spray nozzles.

An intravascular microrobot using acoustic propulsion system is studied and investigated.

Outcome：

2025
Study on the medical safety study in vitro.

2024
For an intravascular catheter using acoustic propulsion system, the miniaturized acoustic propulsion systems are investigated.

2023
In order to study an intravascular microrobot using acoustic propulsion system, a miniaturized acoustic propulsion system is investigated.