2014 Fiscal Year Annual Research Report
高機能拡張ナノ化学システムのための近接場光化学プロセスの確立
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25706011
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
馬渡 和真 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60415974)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 近接場 / 拡張ナノ空間 / ナノフルイディクス / 光化学反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ空間よりも３桁小さい空間である拡張ナノ空間（10-100nm）の研究ツールを申請者らははじめて創成して、特異な溶液物性を明らかにしてきた。また、単一細胞よりも桁で小さいナノ空間に分析機能を集積化する研究にも取り組んでいる。そのためには、拡張ナノスケールに適した新たな光プロセス（化学反応・修飾・検出法）が必要である。しかし、拡張ナノ空間は光の回折限界よりも小さく、従来の光プロセスは適用困難であった。そこで、近接場光を拡張ナノ空間化学に取り込む新しい方法論を創成して、拡張ナノ化学・バイオに必要な光化学プロセスを世界に先駆けて実現することを目的とした。
昨年度はガラスのナノ加工技術と酸化チタンなどのガラスと異種材料の薄膜技術を利用することで、マイクロ流路や拡張ナノ空間にナノ構造体（ピラー）を作りこむことに成功した。また、ナノ構造体がある場合に、可視光で酸化チタンの光触媒反応を誘起できることを実証した。今年度はこの方法を拡張ナノ空間における部分修飾反応に応用した。その結果、通常の光化学反応では回折限界で数100nmの空間分解能が限界であったが、本方法論により最小40nm程度の部分修飾にはじめて成功した。この方法は拡張ナノ空間における多相流制御など、極微小空間における流体制御や化学反応の重要な基盤技術になると期待される。さらに今年度はこの方法論を検出法にも応用した。熱レンズ顕微鏡という超高感度分光法を本方法と組み合わせることで、可視光で紫外光吸収分子を検出することを目標とした。本年度はこの基盤技術として近接場光だけ空間となる50nm空間での熱レンズ検出に成功した。来年度はこの方法を用いて可視光での紫外吸収分子の検出を目指す。
以上により本年度の計画をほぼ達成した。
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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
当初の目的である拡張ナノ空間内の部分修飾反応を実現して、学術論文として投稿することができた。さらに当初計画していた検出法への応用においても、50nmという近接場光だけで構成される空間での分子検出に成功しており、来年度に向けた基盤技術を確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は検出法の開発に注力する。50nmサイズの近接場だけの空間での熱レンズ検出に成功しているので、この空間にナノ構造体（ピラー）を構築して近接場光を発生させれば、可視光で紫外吸収物質を検出することが期待される。通常のレーザー分光では紫外光源は高価で扱えるマイクロチップの材料も限定されるため、可視光で紫外吸収分光を実現できることの意義は大きいと考える。
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| Causes of Carryover |
予定通り基金で使用したが当初の見積もりとの差により少額の差（8368円）が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記少額については次年度の試薬の購入に充てる。
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Research Products
(3 results)
