一分子熱伝導率測定によるDNAの熱伝導性の解明とフォノン熱輸送制御

• Project/Area Number: 19K21929
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 19:Fluid engineering, thermal engineering, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 児玉 高志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (10548522)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 志賀 拓麿 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10730088)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ナノスケール伝熱 / マイクロ・ナノ加工 / DNA / 生体材料 / フォノンエンジニアリング

Outline of Research at the Start

DNAは４種類の異なる塩基を持った共有結合性の直鎖擬一次元材料であり、分子レベルでの周期性の導入など配列制御によってフォノン分散を柔軟に変化させることができることから、フォノンエンジニアリングの実証に最適なナノ構造材料であると考えられる。本研究では、２つの対称な自立膜構造を有する測定デバイスを用いた独自のナノスケール熱伝導計測技術を駆使して、様々な配列や周期性を有するDNAの単一分子レベルの熱伝導率評価を実践し、分子シミュレーションとの融合により実験結果を説明するための適切な理論モデルの構築を行い、DNAの熱伝導性の学理解明と熱伝導制御に挑戦する。