左巻きらせん状植物繊維を鋳型とするギガ・テラヘルツ帯域マイクロコイルの開発

以左手螺旋植物纤维为模板开发千兆太赫兹波段微线圈

基本信息

批准号：
19651063
负责人：
彌田智一
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

微小マイクロコイルのサイズは共鳴周波数を決定する重要な構造因子である。中学校などの生物実験で簡単に光学顕微鏡によって容易に確認できる茎や葉中のらせん紋は、数十ミクロンのコイル径をもつ。また、植物の種類やその部位に特有のコイル径・コイルピッチをもつことが知られている。花弁からはさらに一桁小さいコイル径をもつらせん紋が観察されている。本研究では、各種維管束植物からの道管壁であるらせん紋の単離方法を確立し、茎、花弁、葉などの部位依存的なサイズの検討、および得られたらせん紋をテンプレートとする表面導電化プロセスの開発を目的とした。得られた導電性マイクロコイルの電磁気学的特性の評価を通して、高周波帯域に応答する電子デバイスへの応用展開を図る。(実験及び結果)1. 維管束植物の導管壁らせん紋の形状観察地下茎をもつ維管束植物のらせん紋を観察した。次いで、破断面から現れる白色繊維の採取による簡便ならせん紋の単離方法を試みた。その結果、ハスの根(地下茎)すなわちレンコンの破断面から効率よくらせん紋のみを抽出できることがわかった。また地下茎だけではなく、茎からも白色繊維がみられ、数10cmにおよぶより長いらせん紋が得られることがわかった。2. コイル長の制御ハス茎の破断面から得られるらせん紋は、組織内から引っ張り出されることにより、本来よりも延伸されてしまう問題があった。今年度、採取したらせん紋を水に浸漬するだけで、コイル形状が復元することを新たに見いだしたことから、引き出す長さによって正確にコイル長制御が可能であることがわかった。3. らせん紋のテンプレート機能の検討金、銀、ニッケル、銅などの無電解めっきによる表面金属化を試みた。次いで、得られた金属被覆型らせん紋の電気伝導度測定を行った。いずれもコイル形状を維持したまま、表面金属化を施すことができ、対象金属の電気伝導度に相当するI-V曲線を得ることができた。

微线圈的尺寸是决定谐振频率的重要结构因素。初中生物实验中用光学显微镜就可以很容易地看到茎和叶上的螺旋图案，其线圈直径为几十微米。还已知的是，设备具有对于设备的每种类型和部分来说是唯一的线圈直径和线圈节距。在花瓣上观察到线圈直径小一个数量级的螺旋图案。在本研究中，我们建立了一种从各种维管植物中分离螺旋图案（即血管壁）的方法，根据茎、花瓣和叶子等部位检查其大小，并将获得的螺旋图案用作模板。开发表面导电工艺。通过评估所获得的导电微线圈的电磁特性，我们的目标是开发响应高频段的电子设备的应用。 (实验和结果) 1.维管植物管壁上螺旋图案形状的观察观察具有地下茎的维管植物的螺旋图案。接下来，我们尝试了一种简单的方法，通过收集断裂表面出现的白色纤维来分离螺旋图案。结果发现，只有螺旋图案才能从莲根（地下茎）的断面即莲藕中有效地提取出来。此外，不仅在地下根茎中而且在茎中都观察到白色纤维，并且发现获得了更长的螺旋图案，长度达到数十厘米。 2. 线圈长度的控制从莲茎断裂面获得的螺旋图案存在从组织内部被拉出的问题，使其比原来预期的更长。今年，我们新发现，只需将收集到的螺旋图案浸泡在水中即可恢复线圈形状，这表明可以通过调整拉出的长度来精确控制线圈长度。 3.检验螺旋图案的模板功能我们尝试用金、银、镍、铜等化学镀对表面进行金属化。接下来，测定所得到的金属被覆螺旋图案的导电率。在这两种情况下，都可以在保持线圈形状的同时进行表面金属化，并且可以获得与目标金属的电导率相对应的 I-V 曲线。