光硬化樹脂の中性浮力化

光造形法により、マイクロメートルオーダーの3次元構造物を作ることができる。光造形法では、光により硬化する樹脂を2次元的に硬化させ、積層することで3次元構造物を造形する(光造形法についての記事)。光硬化樹脂に、金属や磁性微粒子などを混ぜることで、様々な物性を構造物に付加することが可能である。例えば、磁性微粒子を光硬化樹脂へ加えることで、磁気駆動マイクロマシンを実現している。しかし、磁気駆動マイクロマシンは、重力の影響を受けるため3次元的な駆動はできていなかった。

そこで、今回、磁気駆動マイクロマシンを3次元駆動させるために、光硬化樹脂の軽量化を行なった。軽量化の際に、中空マイクロカプセルを使用した。中空マイクロカプセルの密度は低いため、これを樹脂に混ぜることで中性浮力を実現した。今回、開発した樹脂は磁性微粒子も含むため、中性浮力化した磁気駆動マイクロマシンの駆動を実現した。

M Yasui, M Ikeuchi, K Ikuta. “Density controllable photocurable polymer for three-dimensional magnetic microstructures with neutral buoyancy”. Appl. Phys. Lett. 103, 201901 (2013); doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.4829136