研究開発された技術紹介

本事業では、今後普及する自動運転車の積雪・豪雨環境における、ライダーセンサ・ミリ波レーダの誤動作防止や、カメラ・LEDヘッドライトの着氷、結露時の視認精度向上の安全対策として、フナムシの脚を模倣した表面微細構造により撥水・親水の指向性ある流路を設計、瞬時の液拡散機能を持った無動力液体制御システムを開発する。

本事業では、生体模倣技術を活用し、液滴の濡れ性と指向性を制御する手法を確立した。さらに、数値解析を通じて上昇高さや拡散速度の最大化を図り、性能向上を実現した。製造面では、グレイスケール露光によるフナムシ構造マスターを開発するとともに、厚膜電鋳装置、高靭性電鋳液、高アスペクト比金型の導入により、精密かつ耐久性の高い加工技術を確立した。

フナムシ模倣の高アスペクト比構造を30種以上作製し、表面処理で親水・疎水を制御、液体輸送や摩擦異方性の機能を定量化した。グレイスケール露光により高さ100 μm以上の厚膜レジスト形成に成功し、2〜8インチ基板で電鋳金型を作製。アスペクト比10以上、膜厚均一性±7%、反り0.5mm以下を達成した。高耐久・高靭性Ni電鋳金型の開発により、離型性と液滴輸送機能を確保しつつ、大面積の熱・UVインプリントで繰り返し成形が可能となった。さらに、オープンマイクロチャンネル内の液膜上昇高さ・拡散速度の数値解析と理論モデルを構築し、設計の最適化を可能にした。

開発した技術により、外力を必要としない液滴輸送システムの実現が可能となる。これにより、先進運転支援システム（ADAS）の機能向上、マイクロ流体デバイス分野では微小液体の混合・反応・分析・分離への応用が期待される。また、モバイルデバイスや集積回路の冷却用ヒートパイプへの適用による熱制御性能の向上、防曇や着氷雪抑止といった表面機能の付与が可能となる。

大手企業2社との実現性検証・共同開発を開始。展示会やHP問合せの新規顧客に対して、バイオミメティクスシートサンプルを出荷して、大手企業複数社側で求める要件の機能評価を継続。

高アスペクト比構造を持つ電鋳金型を用い、熱インプリント・UVインプリント・射出成型・ロールtoロール成形に対応。フナムシ脚模倣構造により、瞬時の液拡散・防曇・着氷雪防止を実現し、自動運転車のセンサー保護や防災用途に適する。また、樹脂材料を対象とした複写性が高く、空力抵抗低減のサメ肌構造やMicro-TAS向け流体制御デバイスなど、多分野展開も可能である。

今後は、自動運転車のセンサー視界確保、防災分野での雪氷環境下での性能実証を中心に、各用途向け仕様最適化を進める。国立研究機関との共同研究で積雪・結氷環境下の性能を評価し、実証データを蓄積する。また、大手企業との共同開発を通じて量産性、コスト最適化、工程統合の課題を段階的に解決し、カーボンニュートラル社会向け機能性表面技術としての社会実装を目指す。

用途ごとの表面材質・設計条件への対応、大面積・複雑形状基材での安定成形プロセスの標準化が課題。また、車載対応規格(JIS、ISO等)に基づく耐久性・耐薬品性の信頼性実証、平面から曲面までの設計自由度の向上、量産スケールでのコストバランスの最適化、導入先ニーズとのマッチング精度向上が必要。防災分野では、降雪・結氷環境下での性能評価体制の構築も重要である。