2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of biomolecular motor based autonomous molecular-robots and its potential application
| Project/Area Number |
18F18323
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
角五 彰 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KEYA JAKIA 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
|
| Keywords | 分子ロボット / 集団運動 / 物質輸送 / 自律機能 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
群ロボットは、リーダー不在でも自発的に環境適応し群れの形を変えるほか、仕事の分担や、不具合の補完など、単体のロボットにはなしえない複雑な仕事を効率よくこなすことができる。このような群ロボットは、医療や災害の現場での応用が期待され、現在では小型化に向けた競争が激しくなっている。申請者らは、最近、従来の機械式の群ロボットではなく、化学的に分子部品を組み立てることで、世界最小の群ロボット（分子ロボット）を開発することに成功した。本研究では、申請者らが開発した分子ロボットの発展を目指し、光信号により自律的に物質輸送可能な分子システムを構築することを目的としてきた。２０１９年度には、 “物質輸送を時空間制御するシステムの構築“を目指してきた。具体的な研究実績として、これまで光照射システムの作製およびフォトマスクの作製を行ってきた。光照射システムに必要となる光源には水銀ランプ（ニコン製）を用い、光スイッチングには可視光/紫外光用のフィルターブロックを用いるとともに、電動式ホイール（現有装置）でコンピューター制御することで物質輸送の時間的な制御を実現した。さらにフォトマスクを、アルミ素材をベースとし、本学が所有する電子描画システム（アドバンテスト）を用い作成することで物質輸送の空間的な制御も実現した。また、申請者らが独自開発してきた窒素チャンバーシステム（現有装置）に、物質輸送に必要となる全ての観察系を設置させることで、紫外照射による分子部品の光ダメージを排除することも実証した。さらに以上の時空間制御システムの作動確認を行うとともにチャンバー内での分子システムの稼働確認を終えている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通りに研究が進展しているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
２０２０年度には、前年度までに構築した分子システムおよび時空間制御システムを用い、本研究課題である“光信号により自律的に物質輸送可能なシステム”の実行可能性を評価する。具体的な評価項目としては、１）光スイッチングの応答性（波長、照射強度および照射時間の依存性から評価）、２）輸送される輸送体のサイズや輸送体の種類（ラテテックス微粒子、磁性微粒子、有機結晶などを予定）、３）輸送体の輸送効率（補足率と補足距離から算出）、４）輸送される輸送体の空間制度（フォトマスクのサイズ依存性より評価）などを予定している。
|
