Maruo Lab
Shoji MARUO
 丸尾 昭二  Shoji MARUO
職   名:准教授
研究組織:大学院工学研究院
       システムの創生部門/システムのデザイン分野
教育組織:大学院工学府
       システム統合工学専攻/機械システム工学コース
学部組織:工学部生産工学科
担当講義:<大学院>マイクロマシン工学,光造形工学
       <学  部>工業力学,力学演習U,
        応用機器設計製図U
       <第二部>一般力学T力学演習U
        応用機械設計製図U
専   門:マイクロ・ナノマシン工学,3次元マイクロ・ナノ加工
連絡先  :E-mail
丸尾研究室ホームページ
関連リンク
● 研究テーマと概要 ●
 本研究室では、新しいマイクロ・ナノ加工・計測技術の開発と、それらを応用したマイクロマシンやナノデバイスの研究を行っている。従来、マイクロマシンの作製には、半導体集積回路の製造プロセスが主として用いられてきたが、我々は、独自開発の「3次元マイクロ・ナノ光造形法」を駆使して、従来技術では実現困難な新原理マイクロマシンの開発を行っている。3次元マイクロ・ナノ光造形法は、レーザー照射によって液体から固体に変化する「光硬化性樹脂」を用いて任意の3次元微小構造を形成する技術である。応用例として、レーザー光によって駆動するマイクロタービンやナノピンセット、さらには複雑なマイクロ流路をもつマイクロ化学分析チップなどの研究・開発を行っている。これらのマイクロ・ナノデバイス群は、将来のバイオ研究や医療に役立つ様々な研究ツールに応用できると期待している。一方、このような新しいマイクロマシンの開発には、幅広い知識と技術が必要となる。本研究室の学生諸君には、光学・電気・機械・化学・生化学などの幅広い知識と、光学設計・機械加工・計測制御などの実験技術を習得して、最先端の独創的な研究テーマに取り組んでもらいたいと考えています。

<主な研究テーマ>
1.3次元マイクロ・ナノ光造形法の開発 レーザー光を用いて、光硬化性樹脂を硬化させ、サブミクロンの加工分解能で微小立体構造を形成する3次元マイクロ・ナノ加工技術を開発している。各種造形装置と光硬化性樹脂を利用して、様々な応用デバイスの作製が可能である。
2.光駆動マイクロマシンの開発 レーザー光の力(光トラッピング)によって、液体中で駆動するマイクロマシンを開発している(図参照)。光駆動マイクロマシンは、液体中での遠隔駆動が可能、ピコニュートンオーダの微小な力制御が可能など多くの特徴がある。
3.マイクロ光造形法によるマイクロ化学分析チップの開発 光造形法で作製した透明ポリマー製マイクロ流体回路を利用して、化学合成・分析装置を指先サイズに縮小したマイクロ化学分析チップを開発している。このようなマイクロチップは、将来の医療やバイオ研究に役立つ最新ツールである。

● 主な公表論文 ●
(1) S. Maruo, K. Ikuta, H. Korogi: Submicron manipulation tools driven by light in a liquid, Applied Physics Letters, vol. 82, No. 1 (2003) pp.133-135.
(2) 丸尾昭二:3次元マイクロ光造形法の最近の進展, レーザー研究, 31巻, 2号 (2003) pp.122-128.
(3) S. Maruo and K. Ikuta: Submicron stereolithography for the production of freely movable mechanisms by using single-photon polymerization, Sensors and Actuators A, vol. 100, No. 1 (2002) pp.70-76.
(4) 丸尾昭二,生田幸士,蜷川稔英,"マルチポリマー・マイクロ光造形法の開発(造形システムの試作と光導波路への応用)," 電気学会論文誌E, vol. 120-E, no. 7, pp. 370-374(2000).
(5) S. Maruo and K. Ikuta: Three-dimensional microfabrication by use of single-photon-absorbed polymerization, Applied Physics Letters, vol. 76, No. 19 (2000) pp.2656-2658.
(6) S. Maruo and S. Kawata: Two-Photon-Absorbed Near-Infrared Photopolymerization for Three-Dimensional Microfabrication, Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 7, No. 4, (1998) pp.411-415.
(7) S. Maruo, O. Nakamura and S. Kawata: Three-dimensional microfabrication with two-photon absorbed photopolymerization, Optics Letters, vol. 22, No.2 (1997) pp.132-134.

We have developed several types of three-dimensional(3-D) micro/nano fabrication techniques such as two-photon microstereolithography and multi-polymer microstereolithography. By using the original 3-D fabrication techniques, we intend to develop new types of 3-D polymeric micromachines. In our current research, optically driven micromachines, including a microturbine, nanotweezers and a nanoneedle, have been developed. Micro total analysis devices such as micro pumps and valves have been also developed. Such 3-D micro/nano devices are useful for not only nanotechnology but also biological research and medicine.

BACK