| Project/Area Number |
17040004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 誠 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (60282109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 崇 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (40361133)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
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| Keywords | ブラウニアンモーター / ハイパーモバイル水 / 拡散制御 / ナノ粒子駆動 / アクチュエータ / アクチン / 誘電スペクトル / ポリアイオネン / ブラウニアン・ラチェット |
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| Research Abstract |
(1)ハイパーモバイル水(HMW)の形成条件の解明
電荷間隔を制御した高分子:x-アイオネン(x=2,3,4,6)周囲の水の誘電スペクトル定を200MHz〜26GHzので行った。その結果、電荷間隔が狭い(x=2)ほどHMWを形成する傾向が強く、間隔が広がるにつれ拘束された水を形成する傾向が強まり、x=6ではHMWを形成しないことを明らかにした。
HMWを形成するアイオネン周囲の水分子が受ける電場強度と、他のHMWを形成する溶度(大きなハロゲンイオンやアクチンフィラメント等)周囲の水分子が受ける電場強度が、溶質のサイズが違うにも関わらず同じオーダーであることがわかった。よってHMW形成には電場が関わっていると考えられる。
X=2,3,4のアイオネンの単位電荷あたりのHMW形量は一定ではなく、電荷間隔が狭いほど多いことがわかった。この結果より、HMWは荷電基単体の周囲ではなく高分子周囲の一定の電場強度になる空間に形成されていることが明らかになった。
(2)HMWを形成する高分子ゲル中の水の拡散係数の測定及び制御
HMWを形成するポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)ゲルの含水率を変化させて(=HMWの割合を変化させて)^1H-NMRの拡散測定を行った。その結果、含水率が減少しHMWの割合が増加するほど、拡散係数が増加することを明らかにした。逆にHMWを形成しないポリ(アクリルアミド)ゲルでは含水率の減少に伴い、拡散係数は減少した。
HMWを形するアクチンフラメントに塩を添加し水子の受ける電場強度を減少させた結果、塩濃度の増加につれて、拡散係数が減少することがわかった。
これらの結果より、高分子ゲルの含水率や塩濃度などの変化によりゲル中の水の拡散係数を制御できることを明らかにした。
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