単一粒子ナノ加工法によるセンサー機能を持つ高分子ナノアクチュエータ群の創成

• 研究課題/領域番号: 25810129
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 阿南工業高等専門学校
• 研究代表者: 大道 正明 阿南工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (10625453)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: アクチュエータ / タンパク質 / ナノワイヤ / 単一粒子ナノ加工法 / 粒子線 / 高分子 / 校正材料 / 照射分布

研究成果の概要

単一の高エネルギー荷電粒子を高分子薄膜に照射することで、粒子の飛跡に沿った円柱状の領域に高密度にエネルギーが付与される。その部分にのみ架橋反応が起こり、ナノワイヤが形成される。本研究では、この単一粒子ナノ加工法（SPNT法）を刺激応答性高分子することで温度や光刺激などの外部刺激に応じて可逆的に形状を変化させるナノアクチュエータ群の形成に成功した。さらに、このナノアクチュエータ群の形状の変化によってナノアクチュエータ表面へのポリスチレンナノ粒子の吸着を制御することにも成功した。また、SPNT法をタンパク質に適用することで酵素活性を有するタンパク質ナノワイヤ群の形成にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Reversible Control of Radius and Morphology of Fluorene-Azobenzene Copolymer Nanowires by Light Exposure (2015)
  • 著者名/発表者名: Cheng H, Tang M, Washin T, Enomoto K, Chiba A, Saito Y, Kamiya T, Sugimoto M, Saeki A, Sakurai T, Omichi M, Sakamaki D, and Seki S
  • 雑誌名: Advanced Materials Interfaces 巻: 2 号: 1 ページ: 1400450-1400450
  • DOI: 10.1002/admi.201400450
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 単一粒子ナノ加工法による機能性タンパク質ナノワイヤの形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大道正明、関 修平
  • 雑誌名: 放射線と産業 巻: 137 ページ: 41-45
  • NAID: 40020286294
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatial Point Analysis of Ion Track Patterns using Common Polymer Films by Atomic Forced Microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Omichi, W. Choi, S. Tsukuda, M. Sugimoto, S. Seki
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 27 号: 5 ページ: 561-564
  • DOI: 10.2494/photopolymer.27.561
  • NAID: 130004691084
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Simple and Rapid Method for High-Resolution Visualization of Single-Ion Tracks (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Omichi, W. Choi, D. Sakamaki, S. Tsukuda, M. Sugimoto, S. Seki
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 4 号: 11 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1063/1.4902164
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fabrication of enzyme-degradable and size-controlled protein nanowires using the single particle nano-fabrication technique (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Omichi, A. Asano, S. Tsukuda, K. Takano, M. Sugimoto, A. Saeki, D. Sakamaki, A. Onoda, T. Hayashi, S. Seki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/ncomms4718
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 単一粒子ナノ加工法を利用した 機能性ナノ材料の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大道正明
  • 学会等名: 第9回高崎量子応用シンポジウム
  • 発表場所: 高崎シティギャラリー
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Visualization of Single Ion Particle by Atomic Force Microscopy Using Commmon Polymer Film (2014)
  • 著者名/発表者名: Omichi M, Choi W, Tsukuda S, Sugimoto M, and Seki S
  • 学会等名: ICPST-31
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2014-07-08 – 2014-07-11
• [学会発表] 単一粒子ナノ加工法を用いた1次元ナノアクチュエータ群の創成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大道正明・丸井裕美・佃 諭志・杉本雅樹・関 修平
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス