| 研究課題/領域番号 |
19H02555
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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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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田川 美穂 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (40512330)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | DNA / ナノ粒子 / 結晶成長 / X線小角散乱 / 自己集合 / コロイド結晶成長 / 自己組織化 / Self-assembly / 機能性ナノ材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では下記課題1-3に取り組み、DNA-NP超格子の単結晶成長法の確立とサイズ向上を目指す。
課題1：核生成頻度を下げるため、一旦作製したDNA-NP超格子結晶を種結晶として再度結晶化溶液に入れ、成長させる
課題2：結晶を吊り下げて成長させる
課題3：ポリエチレングリコール（PEG）による枯渇引力を利用した結晶成長
成長させるDNA-NP超格子結晶としては、二元系（互いに相補的なDNAペア）で粒子サイズが同じ場合にできるbcc構造、二元系で粒子サイズが異なる場合にできるCsCl構造、一元系（自己相補的なDNAペア）のfcc構造に取り組む。更に、DNA-NP超格子結晶のX線単結晶解析に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
金属ナノ粒子表面に合成DNAを修飾したDNA修飾ナノ粒子（DNA-NP）の結晶化において、これまで異なる学問領域として扱われてきたコロイド結晶成長とDNA自己集合の両者を考慮することにより、新しい結晶成長モデルを構築し、高品質単結晶成長法を確立することに成功した。また、X線小角散乱法と回転結晶法を組み合わせることにより、ナノ～メソスケールの単結晶構造解析法を開発し、単一の結晶の内部構造を解析することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
DNAの選択的結合性を利用してナノ粒子を結晶化すると、ナノ粒子種の組み合わせや結晶構造、粒子間距離を自由自在に制御でき、構造自由度の高いナノ粒子超格子が作製できる。しかし、特性の良い物性を発現するための「結晶性」との両立が難しく、また単結晶を大きく成長させることも難しかった。本研究により、バルク材料（金塊等の巨視的な材料）とは異なる新奇な物性を持つナノ粒子が、更に周期構造化して発現する新奇な物性を見出し、応用する道が拓けた。
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