• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

フラクタル・ナノ材料の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16310077
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関北海道大学

研究代表者

辻井 薫  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (40360945)

研究分担者 眞山 博幸  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (70360948)
松尾 剛  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (10300899)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2005年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2004年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワード表面・界面物性 / メゾスコピック系 / ナノ材料 / 自己組織化 / フラクタル / フラクタル立体 / 超撥水表面 / 撥油表面 / 電解酸化重合 / ゾル-ゲル法 / ゾル-ゲル反応
研究概要

本研究の、平成16年度〜平成18年度における、主な成果は次の通りである。
1.耐久性の超撥水/高撥油性フラクタル表面の開発
自発的にフラクタル表面を形成し、世界一水をはじく表面となるワックス(アルキルケテンダイマー:AKD)の欠点である耐久性を向上させる研究を行った。アルキルピロールの電解酸化重合法により、耐熱性と耐溶剤性の高い、超撥水性のフラクタル表面の開発に成功した。この表面をフッ素系のシランカップリング剤で処理することにより、耐久性の高撥油表面の合成にも成功した。
2.ワックスの自発的フラクタル構造表面形成メカニズムの解明
AKDが自発的にフラクタル表面を形成するメカニズムについて研究した。モデル化合物としてトリグリセリド・ワックスを用いて研究した結果、このワックスが融液から結晶化する過程において、先ず準安定な結晶相であるα-相が出現し、それが安定相であるβ-相に相転移する過程でフラクタル構造の表面が形成されることが明らかになった。AKDについて同様の研究を行った結果、同じメカニズムでフラクタル表面が形成されることが分かった。
3.フラクタル立体の創製
理論的には、体積が無限小で表面積が無限大の、フラクタル立体の創製を行った。その際、フラクタル表面を自発的に形成するワックスである、先述のAKDを利用した。表面がフラクタル構造のAKD微粒子を鋳型としてゲル-ゾル法を行い、内部がフラクタルのシリカの立体を合成した。
4.フラクタル表面の細胞培養基盤への応用フラクタル表面の新しい応用として、細胞培養基盤としての検討を行った。神経細胞の1種であるアストロサイトは、平らな表面上では平たく拡がった形態をとるが、フラクタルAKD表面上で培養すると、分化した形状に似た星型の微小突起のみが現れる。これは新しい細胞培養基盤の開発に繋がり、再生医療への応用も期待される興味深い結果である。
以上の結果を基に、論文15報、学会発表26件、特許出願4件の成果を得た。以上の成果により、本研究の所期の目的を達成することが出来た。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (34件) 図書 (13件) 産業財産権 (8件)

  • [雑誌論文] High Oil-Repellent Poly(alkylpyrrole) Films Coated with Fluorinated Alkylsilane by a Facile Way2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yan
    • 雑誌名

      Colloids Surfaces A 292

      ページ: 27-31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spontaneous Formation of Fractal Structures on Triglyceride Surfaces with Reference to Their Super Water-Repellent Properties2007

    • 著者名/発表者名
      W.Fang
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 111

      ページ: 564-571

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super water-repellent poly(alkylpyrrole) films having environmental stability2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kurogi
    • 雑誌名

      J. Colloid Interface Sci. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フラクタル構造による濡れの制御2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      伝熱 46(194)

      ページ: 40-45

    • NAID

      10018576070

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フラクタル構造による超撥水表面2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      未来材料 7(2)

      ページ: 7-9

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recent Progress in Unique Solid Surfaces for Biological Applications2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yan
    • 雑誌名

      Current Chemical Biology (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High Oil-Repellent Poly(alkylpyrrole) Films Coated with Fluorinated Alkylsilane by a Facile Way2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, K.Kurogi, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Colloids Surfaces A 292

      ページ: 27-31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spontaneous Formation of Fractal Structures on Triglyceride Surfaces with Reference to Their Super Water-Repellent Properties2007

    • 著者名/発表者名
      W.Fang, H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      J Phys. Chem. B 111

      ページ: 564-571

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super water-repellent poly(alkylpyrrole) films having environmental stability Review articles2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kurogi, H.Yan, H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      J. Colloid Interface Sci. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recent Progress in Unique Solid Surfaces for Biological Applications2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Current Chemical Biology (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super water-repellent poly(alkylpyrrole) films having environmental stability2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kurogi, H.Yan, H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      J. Colloid Interface Sci. (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spontaneous Formation of Fractal Structures on Triglyceride Surfaces with Reference to Their Super Water-Repellent Properties2007

    • 著者名/発表者名
      W.Fang, H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 111

      ページ: 564-571

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Recent Progress in Unique Solid Surfaces for Biological Applications2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Current Chemical Biology (in Press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell Cultures on a Super Water-Repellent Alkylketene Dimer Surface2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yan
    • 雑誌名

      Int. J. Nanosci. 5(6)

      ページ: 871-876

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super Water-Repellent Surfaces with Fractal Structures and Their Potential Application to Biological Studies2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yan
    • 雑誌名

      Colloids Surfaces A 284-285

      ページ: 490-494

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Menger sponge-like fractal body created with a novel template method2006

    • 著者名/発表者名
      H.Mayama
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 125

    • NAID

      110004829104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フラクタル構造を利用した耐久性超撥水プラスチック膜2006

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      日本機械学会誌 109(1047)

      ページ: 120-120

    • NAID

      110004027490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 微細フラクタル構造による超撥水性の発現2006

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌 50(4)

      ページ: 185-188

    • NAID

      10017541242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cell Cultures on a Super Water-Repellent Alkylketene Dimer Surface2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, H.Shiga, E.Ito, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Mt. J Nanosci. 5(6)

      ページ: 871-876

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ueda and K. Tsujii, Super Water-Repellent Surfaces with Fractal Structures and Their Potential Application to Biological Studies2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, H.Shiga, E.Ito, T.Nakagaki, S.Takagi, T.
    • 雑誌名

      Colloids Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 284-285

      ページ: 490-494

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Menger sponge-like fractal body created with a novel template method2006

    • 著者名/発表者名
      H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 125

    • NAID

      110004829104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] uper Water-Repellent Surfaces with Fractal Structures and Their Potential Application to Biological Studies2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, H.Shiga, E.Ito, T.Nakagaki, S.Takagi, T.Ueda, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A 284-285

      ページ: 490-494

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Menger sponge-like fractal body created with a novel template method2006

    • 著者名/発表者名
      H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 125

    • NAID

      110004829104

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Super Water-Repellent Surfaces with Fractal Structures and Their Potential Application to Biological Studies2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, H.Shiga, E.Ito, T.Nakagaki, S.Takagi, T.Ueda, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects (In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] フラクタル構造を利用した耐久性超撥水プラスチック膜2006

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      日本機会学会誌 109(1047)

      ページ: 120-120

    • NAID

      110004027490

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 微細フラクタル構造による超撥水性の発現2006

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌 50(3)(In press)

    • NAID

      10017541242

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Environmentally Stable Super Water-Repellent Poly(alkylpyrrole) Films2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yan
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 44

      ページ: 3453-3456

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 超撥水材料研究の最近の進展2005

    • 著者名/発表者名
      厳 虎
    • 雑誌名

      機能材料 25(11)

      ページ: 43-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フラクタル構造による超撥水/超撥油表面2005

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      M&E 32(13)

      ページ: 216-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フラクタル構造を利用した耐久性超撥水膜の開発2005

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      コンバーテック 2005年(12)

      ページ: 47-49

    • NAID

      40007076991

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Environmentally Stable Super Water-Repellent Poly(alkylpyrrole) Films2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, K.Kurogi, H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Mt. Ed. 44

      ページ: 3453-3456

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Environmentally Stable Super Water-Repellent Poly(alkylpyrrole) Films2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yan, K.Kurogi, H.Mayama, K.Tsujii
    • 雑誌名

      Angew.Chem. nt.Ed. 44

      ページ: 3453-3456

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] フラクタル構造による超撥水/超撥油表面2005

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 雑誌名

      M&E 32(13)

      ページ: 216-218

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Environmentally Stable Super Water-Repellent Poly(alkylpyrrole) Films2005

    • 著者名/発表者名
      Hu Yan, Kazutomo Kurogi, Hiroyuki Mayama, Kaoru Tsujii
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed. In press

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 表面物性工学ハンドブック 第2版2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      (株)丸善
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 自己組織化ナノマテリアル2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      (株)フロンティア出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [図書] バイオとナノの融合I 新生命科学の基礎2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      北海道大学出版会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 高分子の表面改質・解析の新展開2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      (株)シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 新しい超撥水および親水化技術-企業化、実用化とその将来展望2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 出版者
      技術情報協会(in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 微細加工と表面機能2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 出版者
      リアライズAT株式会社(in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] バイオとナノの融合-新生命科学の基礎-2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫, 厳 虎
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      北海道大学出版会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 新しい超撥水および親水化技術-企業化、実用化とその将来展望2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 出版者
      技術情報協会 (In press)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 微細加工と表面機能2007

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 出版者
      リアライズAT株式会社 (In Press)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 撥水・親水・防汚剤の開発とコーティングおよびぬれ性の制御2006

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      (株)情報機構
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [図書] BOTTOM-UP NANOFABRICATION : Supramolecules, Self-Assenblies, and Organized Films2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsujii
    • 出版者
      American Scientific Publishers(In press)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 高分子辞典(第3版)2005

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      朝倉書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 自己組織化ポリマー表面の設計2005

    • 著者名/発表者名
      辻井 薫
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 撥水性および撥油性表面を有する物品およびその製造方法2007

    • 発明者名
      辻井薫, 黒木一誠, 門出健次
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2007-022552
    • 出願年月日
      2007-02-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 撥水性および撥油性表面を有する物品およびその製造方法2007

    • 発明者名
      辻井薫, 黒木 一誠, 門出健次
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2007-022552
    • 出願年月日
      2007-02-01
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 撥水性および撥油性表面を有する物品およびその製造方法2006

    • 発明者名
      厳虎, 黒木一誠, 辻井薫
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-014149
    • 出願年月日
      2006-01-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 撥水性および撥油性表面を有する物品およびその製造方法2006

    • 発明者名
      厳 虎, 黒木 一誠, 辻井 薫
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-014149
    • 出願年月日
      2006-01-23
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 微細多孔構造の形成方法およびその利用2005

    • 発明者名
      眞山博幸, 辻井薫
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2005-073718
    • 出願年月日
      2005-03-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 微細多孔構造の形成方法およびその利用2005

    • 発明者名
      眞山 博幸, 辻井 薫
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2005-073718
    • 出願年月日
      2005-03-15
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 微細凹凸構造の形成方法及びその利用2004

    • 発明者名
      厳虎, 辻井薫
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2004-378147
    • 出願年月日
      2004-12-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 微細凹凸構造の形成方法及びその利用2004

    • 発明者名
      厳 虎, 辻井 薫
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      2004-378147
    • 出願年月日
      2004-12-27
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi