Information embedding in living organisms by electrically-induced bubbles and information transfer via functional interfaces

通过电致气泡将信息嵌入到生物体中，并通过功能接口进行信息传输

基本信息

批准号：
22H00198
负责人：
山西陽子
金额：
$ 27.21万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では電界誘起気泡による金属から生体組織までの幅広いターゲットへ金属を埋込する技術を発展させ，生体界面を物理的刺激によってアクティブに制御することにより生体組織等に情報を埋込む実装技術を完成させ，外部から接触・非接触にセンサをアプローチして情報伝達することを目標としている．本技術は表面に薄膜電極を貼る技術とは一線を画し，実際に表層に低侵襲に情報を埋め込んでいるためこれまでになくロバストかつ安定にウェットな生体内外の情報伝達を行う技術である．情報の種類は磁性情報，遺伝子，機能性材料などを対象とし，情報量や埋め込む深さにおいてもターゲットの物性に応じてμmオーダで制御可能とし幅広いセンサに対応するものとする．2022年度は電界誘起気泡の気液界面の還元作用によって磁性情報としてパーマロイを析出することに成功した．今後は高磁性材料の品質を高め生体組織への適用を可能にする機能を生み出すものとする．また，同じく電界誘起気泡の気液界面の還元作用によってハイドロゲル上で金ナノ粒子を合成および堆積することに成功し，特定の波長の光を吸収させ，光応答性アクチュエータを創生した．今後は金属イオン溶液の濃度やパルス電圧の周波数の検討を行い，本手法における高精度な金属ナノ粒子の粒径制御を目指す．最終的には波長選択性を有するソフトアクチュエータへ繋げ，生体組織への適用を可能にし生体内外の情報伝達の技術へと繋げて行く．

在这项研究中，我们开发了一种利用电场诱导气泡将金属嵌入从金属到生物组织等多种目标的技术，并开发了一种安装技术，通过使用物理主动控制生物界面将信息嵌入到生物组织中。目标是通过从外部以接触或非接触的方式接近传感器来完成系统并传达信息。该技术与将薄膜电极附着在表面的技术不同，由于它实际上以微创的方式将信息嵌入到表层，因此是一种能够在体内和体外实现最稳健和稳定的湿信息传输的技术以前．．目标信息类型为磁信息、基因、功能材料等。根据目标物的物理性质，信息量和嵌入深度可控制在μm量级，兼容多种信息。传感器。 2022年，我们通过电场诱导气泡气液界面的还原作用，成功沉积了坡莫合金作为磁信息。未来，我们将提高高磁性材料的质量，并创造使其能够应用于生物组织的功能。我们还利用电场诱导气泡的气液界面的还原作用，成功地在水凝胶上合成并沉积了金纳米粒子，并通过吸收特定波长的光创建了光响应致动器。未来，我们将研究金属离子溶液的浓度和脉冲电压的频率，旨在利用该方法高精度控制金属纳米颗粒的粒径。最终，我们将其连接到具有波长选择性的软执行器，这将使其能够应用于活体组织，并带来体内外信息传输的技术。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マイクロプラズマバブルを用いたハイドロゲルへの金属堆積

使用微等离子体气泡在水凝胶上沉积金属

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
髙橋晴菜;山下優;佐久間臣耶;山西陽子
通讯作者：
山西陽子

Emergent Functions of Electrically-induced Bubble

电致气泡的突生函数

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wang Han;Fujisawa Takeshi;Sato Takanori;Mori Takayoshi;Sakamoto Taiji;Yamashita Yoko;Imada Ryota;Nakajima Kazuhide;Saitoh Kunimasa;Yoko Yamanishi
通讯作者：
Yoko Yamanishi

流体医工学研究室

流体医学工程实验室