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電気インピーダンス測定によるナノ界面空間の静的・動的構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289096
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

山本 貴富喜  東京工業大学, 工学院, 准教授 (20322688)

連携研究者 藤井 輝夫  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30251474)
高井 まどか  東京大学, 工学研究科, 教授 (40287975)
福場 辰洋  独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, 技術研究主任 (80401272)
茂木 克雄  東京工業大学, 工学院, 研究員 (20610950)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードMicrofluidics / Lab-on-a-chip / MEMS / NEMS / Bionanotechnology / Single-molecule / ナノ流体システム / ナノフルイディクス / 電気二重層 / 単一分子計測 / 電気計測 / lab-on-a-chip / バイオセンシング / 先端計測デバイス / ナノバイオ / マイクロ・ナノデバイス / 1分子計測 / バイオナノテクノロジー / 電気インピーダンス計測 / ナノデバイス / 極微空間 / 超高感度測定 / Nanochannel / Nanogap / Hydrated diameter / Electrokinetic / MicroTAS / Nanobiology
研究成果の概要

電気インピーダンス計測によりナノ流路内のイオン分布と輸送現象を評価した。その結果,流れがある場合,流れが無い状態に対して電気二重層の厚さが薄くなるという結果を得ることが出来た。さらに,電気二重層がオーバーラップする程に細いナノ流路内では,表面電荷を打ち消すカウンターイオンでナノ流路内が占められていると考えられ,Grahameの式で見積もった表面電荷量をDebye-Huckel-Onsager式にフィードバックして抵抗値に換算したところ,ナノ流路表面の表面電荷に制限された抵抗値が得られ,低濃度側における電気二重層のオーバーラップ状態の抵抗値と非常に良く一致することを明らかとした。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Vacuum ultraviolet light assisted bonding and nanoscale pattern transfer method for polydimethylsiloxane2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hashimoto, Katsuo Mogi, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solid state direct bonding of polymers by vacuum ultraviolet light below 160 nm2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hashimoto, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantification of Virus Particles Using Nanopore-Based Resistive-Pulse Sensing Techniques2016

    • 著者名/発表者名
      Lu Yang, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 7 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.01500

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 超高感度センシングに向けたイオン枯渇領域の制御によるウイルス濃縮デバイスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      茂木 克雄, 林田 佳, 本田 文江, 山本 貴富喜
    • 雑誌名

      電気学会E部門誌

      巻: 136 ページ: 363-369

    • NAID

      130005262087

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear electrical impedance spectroscopy of viruses using very high electric fields created by nanogap electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      Hatsuki R, Honda A, Kajitani M and Yamamoto T
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 6 号: SEP ページ: 940-947

    • DOI

      10.3389/fmicb.2015.00940

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ナノ流路を活用した電気インピーダンス分光による1分子計測と応用2015

    • 著者名/発表者名
      山本 貴富喜
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 64 ページ: 431-440

    • NAID

      130005086939

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanometer-level high-accuracy molding using photo-curable silicone elastomer by suppressing thermal shrinkage2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuo Mogi, Yuki Hashimoto, Takeshi Tsukahara, Motoki Terano, Masahiko Yoshino, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 17 ページ: 10172-10177

    • DOI

      10.1039/c5ra90004b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanoscale Three-dimensional Optical Visualization Method for a Deformation of Elastomer Printing Plate to Realize Soft Nano-printing Technology2015

    • 著者名/発表者名
      [2] Yuki Hashimoto, Katsuo Mogi, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analysis

      巻: 47 号: 6 ページ: 723-727

    • DOI

      10.1002/sia.5769

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Evaluation of the Electrokinetic Properties of Electrolytes in a Nanochannel using Electrical Impedance Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Porpin Pungetmongkol, Katsuo Mogi, Ryuji Hatsuki, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Isr. J. Chem.

      巻: 54 号: 11-12 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1002/ijch.201400098

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Influence of Experimental parameters on The Device Continuously Sampling Micro-Nano Size Aerosol Using Liquid-Based Gating Mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Kenshirou Sakata, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      42nd MICRO AND NANO ENGINEERING
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sampling Micro-Nano Size Aerosol By Droplet Formation And Using Liquid-Based Gating Mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Kenshirou Sakata, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE NANO 2016
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Release Agent-free Low-Cost Double Transfer Nanoimprint Lithography for Moth-Eye Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashimoto, K. Mogi, T. Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE NANO 2016
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical single virus detection using transimpedance circuit integrated nanofluidic chip2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Hatsuki, Ayae Honda, Masayuki Kajitani, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conformation dependent non-linear impedance response of DNA in nanofluidic device2015

    • 著者名/発表者名
      Porpin Pungetmongkol, Katsuo Mogi, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      15th INTERNATIONAL CONFERENCE ON NANOTECHNOLOGY
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-linear Electrical Impedance Spectroscopy of DNA in Nanogap Electrode2015

    • 著者名/発表者名
      Porpin Pungetmongkol, Katsuo Mogi, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM 2015)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of a novel UV-curable PDMS for nanoscaled molding2015

    • 著者名/発表者名
      Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Extended-nano Fluidics
    • 発表場所
      The Tokyo University, Tokyo
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrical single bio-particle detection in nanofluidics device2015

    • 著者名/発表者名
      Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Extended-nano Fluidics
    • 発表場所
      The Tokyo University, Tokyo
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct Evaluation of Electric Double Layer in Nanochannel by Electrical Impedance Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Porpin Pungetmongkol and Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Extended-nano Fluidics
    • 発表場所
      The Tokyo University, Tokyo
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光学的3次元観察による印刷プロセスの可視化法2014

    • 著者名/発表者名
      橋本 優生,茂木克雄,山本貴富喜
    • 学会等名
      第31回センサ・マイクロマシンと応用システム
    • 発表場所
      島根県松江市 くにびきメッセ
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電力フリーで多項目センシングを可能とする構造色センサーの検討2014

    • 著者名/発表者名
      二宮崚,茂木克雄,山本貴富喜
    • 学会等名
      第31回センサ・マイクロマシンと応用システム
    • 発表場所
      島根県松江市 くにびきメッセ
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光硬化性シリコーンゴムを用いた微細構造形成法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄,橋本優生,塚原剛彦,寺野元規,吉野雅彦,山本貴富喜
    • 学会等名
      第31回センサ・マイクロマシンと応用システム
    • 発表場所
      島根県松江市 くにびきメッセ
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン濃度分極を用いた微粒子の分離・濃縮デバイスの開発2014

    • 著者名/発表者名
      林田佳,茂木克雄,山本貴富喜
    • 学会等名
      第31回センサ・マイクロマシンと応用システム
    • 発表場所
      島根県松江市 くにびきメッセ
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] VELOCITY DEPENDENT STRUCTURE OF ELECTRIC DOUBLE LAYER BY ELECTRICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY IN NANOCHANNEL2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Mori, Katsuo Mogi, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      12th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Mirichannels
    • 発表場所
      Chicago, Illinois, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Electrical Characteristics of Viruses by Electrical Impedance Spectroscopy in A Nanogap Electrode2014

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Hatsuki, Pungetmongkol, PorpinAyae Honda, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      12th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Mirichannels
    • 発表場所
      Chicago, Illinois, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PDMS版の変形の可視化と解析2014

    • 著者名/発表者名
      橋本優生, 茂木克雄, 山本貴富喜
    • 学会等名
      第2回環境ウイルスセンサ-工学研究集会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エラストマー印刷版の変形挙動の可視化法2014

    • 著者名/発表者名
      橋本優生, 茂木克雄, 山本貴富喜
    • 学会等名
      バイオ・マイクロシステム研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Application for ultrasensitive biosensing by nanodevise2013

    • 著者名/発表者名
      Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      COMSOL conference of Tokyo 2013
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン選択性ナノ界面を利用したイオン枯渇と濃縮2013

    • 著者名/発表者名
      山本 貴富喜
    • 学会等名
      ナノフォトニクスシンポジウム,
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of Micro/Nanofluidic Systems for Nanobio & Nanoelectronics Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      Workshop for analysis of microfluidics
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 真空紫外光を利用したオゾン生成と金属・有機物の分解2013

    • 著者名/発表者名
      山本 貴富喜
    • 学会等名
      ナノフォトニクスオープンセミナー
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] ウイルス監視ネットワークの構築による安全・安心社会の実現に向けて

    • URL

      http://www.titech.ac.jp/news/2016/035944.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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