[FLASH] 円偏光GHzバーストフェムト秒レーザーによる細胞・細菌応答制御に向けた非周期2次元ナノ構造形成過程の理解

宮地研が関連する研究成果が発表されました。

掲載誌：Applied Surface Science

出版日：2026年6月22日付（電子版）

論文名：Controllable formation of aperiodic 2D nanostructures on titanium by circularly polarized gigahertz-burst femtosecond laser toward biological growth regulation

著者名：Shota Kawabata, Ashkan Momeni, Shi Bai, Kotaro Obata, Livia Elena Sima, Stefana Orobeti, Kazunari Ozasa, Felix Sima, Godai Miyaji, Koji Sugioka*

DOI　：10.1016/j.apsusc.2026.167636

概要：フェムト秒レーザーによる表面周期構造（Laser-Induced Periodic Surface Structure, LIPSS）形成では、単一パルス照射において直線偏光で1次元ストライプ構造、円偏光で2次元ナノドット構造が形成されることが知られている。一方、円偏光GHzバースト照射による表面構造形成は未解明であった。本研究では、円偏光GHzバーストフェムト秒レーザーをチタン表面に照射し、バースト内パルス数に応じて岩状および四脚状の非周期2次元ナノ構造を形成できることを初めて示した。二温度モデルと電場増強解析から、その形成は局所電場増強に起因する溶融ダイナミクスによって説明できることを明らかにした。本手法は、生体スケールの多様な表面構造創製を可能とし、細胞・材料および細菌・表面相互作用の制御への応用が期待される。