| 研究課題/領域番号 |
21K05182
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
澤田 敏樹 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20581078)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | タンパク質 / 熱拡散率 / 熱伝導性 / 自己集合化 / 結晶 / 生体高分子 / 自己集合 / 熱伝導 / 架橋 / 熱伝導性材料 / 構造制御 / 遺伝子工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究のねらいは、天然由来のタンパク質を素材として高熱伝導性を示す集合体を構築するとともに、高熱伝導化の機構を分子レベルで理解し、全く新しい熱輸送材料を創製することである。様々な構造をもつタンパク質を素材としてその集合構造を評価して熱輸送との相関を明らかにして知見を拡充し、最終的には、全く新しい熱輸送材料をタンパク質から創製する。
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| 研究成果の概要 |
タンパク質集合体の熱伝導性を明らかにすることにより、生体高分子の熱伝導性材料としての有用性を見出すことを目指し、シルクフィブロインやタンパク質結晶の熱伝導性を評価した。シルクフィブロインフィルムを溶媒に浸漬させて紫外光照射した結果、熱拡散率が大きく上昇し、βシート構造近傍におけるチロシン残基の架橋が高熱伝導化に重要であることを見出した。他方、タンパク質結晶では結晶形や測定方向によって熱拡散率がそれぞれ変化することがわかり、分子間の相互作用が熱輸送に寄与しているものと推察される。いずれの熱拡散率も一般的な合成高分子より高く、タンパク質集合体が熱伝導性材料として高い潜在性をもつことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年のデバイスの小型化に伴い、放熱は益々解決すべき問題となっている。本研究では、バイオ素材であるタンパク質が集合化したフィルムや結晶の熱伝導性を明らかにするとともに、タンパク質の構造制御に基づく高熱伝導化を検討した。タンパク質集合体が一般に高い熱伝導性を示すことを見出し、また構造制御による高熱伝導化が可能となることを見出し、タンパク質からなる集合体熱伝導性材料としての有用性を見出した。
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