| 研究課題/領域番号 |
14350501
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
高分子構造物性(含繊維)
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| 研究機関 | 千歳科学技術大学 |
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研究代表者 |
芦高 秀知 千歳科学技術大学, 光科学部, 教授 (90316290)
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| 研究分担者 |
吉田 淳一 千歳科学技術大学, 光科学部, 教授 (40316295)
緒方 直哉 千歳科学技術大学, 光科学部, 名誉教授 (40053574)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2002年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
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| キーワード | DNA-CTA / DNA-lipid / DNA-CTMA / ファイバー / ヴァイバーレーザ / 光スイッチ / DNA-脂質 / 旋光強度 / 光ファイバー / 溶融紡糸 / ファイバーレーザ / ファイバー光スイッチ / DNA / 旋光能 / 鮭 / 紡糸 / 鮭白子 |
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| 研究概要 |
色素ドープDNA-脂質複合体ファイバーの紡糸法を検討し、得られたファイバーの旋光度や二重ラセン配向度を測定するとともに、クラッド材料を開発し、ファイバーレーザ素子やファイバー光スイッチ素子を試作した。
紡糸法は溶液紡糸(湿式・乾式)法と溶融紡糸法を開発した。DNA-CTA(CTA : cetyltrimethylammonium)複合体のエタノール溶液ドープをエアギャップ法により水凝固浴へ押し出して湿式紡糸し、乾燥ファイバーをエタノール中に3〜4秒浸漬して表面の皺やボイドを除去した後に、高湿度下で熱延伸する低光損失ファイバー製造技術を開発した。乾式紡糸は同じエタノール溶液ドープを空気中に押し出し室温乾燥する方法により行った。溶融紡糸は、分子量が2〜10kbpのDNAから得られたDNA-CTA複合体を120℃以下で0.5〜1mm径の口金から15分程度の短時間内に溶融押出しすることによって行い、口径の0.8〜1.2倍程度の直径の無色透明でタフなファイバーが得られた。紡糸温度を上げると着色してファイバーの光伝送損失が増大し、脆くなった。ドデシルピリジニウムなどCTA複合体より低温で紡糸可能な脂質があり、原料DNAの分子量を500bpまで下げると100℃でも紡糸できるが、脆いファイバーしか得られなかった。30℃エタノール溶液中の固有粘度が21.4の高分子量複合体は、120℃では紡糸出来なかったが、150℃短時間で紡糸したファイバーは無色透明、タフであった。このDNA製造元はこれまでと異なっているので、前述の着色はDNA-CTA自身の熱酸化劣化によるものではなく、DNA原料内の不純物によるものと考えられる。
DNA-CTAファイバーは820nm辺りに光学窓があり、湿式紡糸法では光損失10dB/m以下、溶融紡糸や乾式紡糸ファイバーは50dB/m程度であった。溶融紡糸ファイバーの軸方向の旋光度は130-210°/mmと高い値であった。色素ドープDNA-CTAファイバーの二重ラセン配向度をリガク製小角X線散乱装置NANO VIEWERによって測定したところ、ノズルから溶融押し出されたファイバーのままでも95%以上と高配高度であった。
レーザ用色素をドープしたDNA-CTAファイバー素子から狭幅のASE発振が観測された。スピロピラン類をドープした光スイッチ素子も試作して評価試験中である。
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