| 研究課題/領域番号 |
18K18968
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
鈴木 博章 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20282337)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | マイクロモータ / 微小電極 / 電極反応 / 濃度勾配 / 局所電場 / 集団運動 / 電位 / ビーズ / マイクロ／ナノマシン / 走化性 / 自己組織化 |
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| 研究成果の概要 |
当研究グループでは、過酸化水素等の化学物質を燃料として、自立的に運動する人工的微生物の研究を進めてきたが、本研究ではこれを発展させ、微小構造体の集合運動を化学的に誘起することを試みた。まず、表面に正負の電荷を有するポリスチレンビーズを用い、金微小電極を用いて、水の電気分解により水素イオン、水酸化物イオンの濃度勾配を形成し、挙動の変化を調べた。その結果、電位、ビーズの表面電荷の正負に応じて、ビーズ集団の集合・離散挙動が確認された。また、過酸化水素を用いた場合には、より小さい印加電圧で、集合・離散挙動が認められた。さらに、ビーズ集団を微小電極間で順次移動させることにも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、様々なスケールで生命体を模倣しようとする試みが進められているが、今回の研究で目指したのは、マイクロメートルオーダーの物体に生命的な挙動をさせるものである。実際に化学物質の局所的な濃度変化により、マイクロビーズを集合・離散させることができた。本研究は人口構造体により、走化性という微生物的挙動をもとにした集合・離散運動を実現するという学術的な興味からスタートしたが、将来的には、多様な分野への応用を目指した高感度バイオセンシングへの応用も可能と思われる。
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