| Project/Area Number |
22K19061
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Seki Shu 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 超高アスペクト / ナノワイヤ / センサ / Raman / STLiP / 対称性 / クラスタ / ナノ構造 / 粒子線 / イオンビーム / SPNT |
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| Outline of Research at the Start |
本研究「超高アスペクト自立型ナノワイヤセンサ：単一粒子反応による対称性の破れへの挑戦」では，加速器により生成した高い運動エネルギーと運動量を有する荷電粒子が物質中を通過する際，その直進飛跡である“超微細な１次元円柱状領域”で誘発する化学反応に着目し，１００を超える超高アスペクト比の自立型ナノワイヤセンサを具現化する．新しいナノ構造体・材料を創製しつつ，粒子の回転運動量を形成される材料に転写し得ることを実証し，生体分子における対称性の破れの一因に迫る．
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| Outline of Final Research Achievements |
Herein we report on unique nano-fabrication technique, referred to as Single Particle Triggered Linear Polymerization (STLiP), where 1-dimensional organic nanostructures with ultra-high aspect ratio over 100 from a variety of organic molecules. Majour advantages of STLiP technique are: 1) Free choices of organic molecules confined into the nanostructures free-standing on substrates, 2) The ultra-high aspect ratio inaccessible by conventional any nano-fabrication techniques.
The produced nanowire plexus on substrates have been demonstrated to have extra-wide active surface area for adsorption of analytes, and to be universal platforms for molecular sensing systems with extremely high sensitivity. The nanowire plexus were, in particular, applied to Raman sensing systems of analytes, leading to unique Raman-active materials without any metals embedded in the nanowires.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来の材料形成手法では達成し得ない，１００を超えるアスペクト比を有しつつ，基板上に自立したナノワイヤ集合体の自由な形成に成功している．最大の特色は，ナノワイヤ形成母体となる有機分子の高い自由選択性にあり，所望の機能を有する分子をもとに，高い活性表面を有する自立型ナノワイヤを実現できることにある．
これらのナノワイヤ集合体をもとに，超高感度センシングシステムとしての実証に成功し，かつ完全に金属を用いないRaman分光センサとしての可能性を示した．ナノ加工技術として過去にない，本研究でのみ得られるナノ材料の形成法である．
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