2016 Fiscal Year Research-status Report
ナノスケール熱制御に向けたナノ粒子超格子構造のプログラマブル融合化
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16K13614
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田川 美穂 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (40512330)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / DNA / ナノ多結晶体 / 超格子構造 / フォノニック結晶 / ナノスケール熱制御 / ナノ構造物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、DNAを用いたナノ粒子のプログラマブル結晶融合化により、ナノスケール熱制御のためのフォノニック結晶を作成することである。具体的には、DNAのプログラマブル自己集合能力を利用したボトムアップ手法により、高精度にデザインされたナノ粒子超格子構造を作成する。更に、その構造を保ったままナノ粒子同士を融合し、ナノスケール熱制御のための周期性の良いフォノニック結晶を作成する。
研究計画当初は、多結晶体であっても熱伝導率が測定できる程の大きさで作成することを計画していたが、平成２８年度、本手法で欠損の少ないマイクロサイズの単結晶を作ることに成功したため、単結晶作成に拘って研究を進めた。DNA配列設計により、体心立方格子及び面心立方格子の超格子構造をデザインし、作成した。SEM及びTEMにより、結晶構造を反映したウルフ多面体型の超格子構造が作成されていることが確認され、X線小角散乱では回折ピークが鋭く観測された。回折ピークを解析することにより、設計通りの体心立方格子及び面心立方格子であることが確認された。また、イオン濃度調整により、対称性を維持したまま格子を収縮させることにも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験計画に変更はあったもの、申請当初には予想もつかなかった良い成果が出ているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNAを用いたナノ粒子のプログラマブル結晶化において、平成28年度にマイクロサイズの単結晶を作製することに成功したため、今後も単結晶に拘って研究を進める。単結晶の方が、ナノ構造に対する物性値（具体的には熱伝導率）の評価が正確にでき、ナノスケールの熱輸送の理解に繋がるためである。単結晶を大きく作成する手法を開発し、熱伝導率を測定する。
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| Causes of Carryover |
本年度は、他の課題で使用したナノ粒子及びDNAが余っており、それを使用することができたため。また、共通研究施設を利用したこと、機器使用料の補助が受けられたことで次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本課題は、二元系超格子構造を作成する期間後半部分で試薬代がかさむため、次年度使用額をこれに充てる予定である。
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