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タンパク質超分子によるナノ粒子+カーボンナノチューブ複合体のナノ集積と機能発現

公募研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 21111517
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

山下 一郎  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (30379565)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ナノ粒子 / 創発
研究概要

昨年度の、カーボンナノ材料認識ペプチド(CNBP)提示Dpsとカーボンナノチューブ(CNT)の複合体、CNT+mDpsの生成と、さらに完全に可溶化したCNT+mDpsのDps内にナノ粒子合成を行う手法を改良して、再現性良く行うことができる手法を確立した。得られたナノ粒子担持の可溶化CNT+mDpsを電子線リソグラフィーを用いて作製した電極間ギャップが100-200nmの複数種のナノギャップ電極にランダムに配置したが、電極間に可溶化CNT+mDps溶液を滴下して乾燥させただけの場合では、溶液に含まれる緩衝液の成分が析出し、走査型電子顕微鏡(SEM)での観察に支障があるだけではなく、電気特性測定にも問題があった。今年度はランダム配置後に純水でのリンス工程を追加することで、大幅なSEM観察像の改善が見られ、電気特性解析がより正確に行えるようになった。電気特性では、ギャップ間に複合体が存在しない場合、ナノギャップ電極が、印可電圧2-3Vにおいて、10fA程度しか電流を流さず電気特性測定に適していることが確認された。ギャップ間にコバルトナノ粒子担持複合体を配置した電気特性では、同じく印可電圧2-3Vにおいて、数μAの電流が流れることが確認され、電圧-電流特性では、プラスマイナス1V程度の範囲において電流がほぼ流れない不感電圧帯が確認された。このことは量子効果を示唆していると思われた。すなわち、ランダム配置された複合体ネットワークから、一つのナノ粒子が選ばれ、電子がそのナノ粒子を量子井戸として導電しているため、クーロンブロッケード様の特性を示したと考えられる。またメモリ効果と思われる特性も得られたが、その再現性は低く今後慎重に再現実験を行う必要がある。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] A water-soluble carbon nanotube network conjugated by nanoparticles with defined nanometre gaps2011

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, S.Kumagai, B.Zheng, Y.Uraoka, T.Douglas, I.Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 47 ページ: 3475-3477

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Position-Controlled Vertical Growths of Individual Carbon Nanotubes Using a Cage-Shaped Protein2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kumagai, T.Ono, S.Yoshii, A.Kadotani, R.Tsukamoto, K.Nishio, M.Okuda, I.Yamashita
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Express 3

    • NAID

      10027013100

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ナノワールドで活用されるバイオ分子2011

    • 著者名/発表者名
      山下一郎
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      (東京で開催予定が中止となり、講演予稿集で発表)
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesizing bio-nano conjugate of carbon nanotubes and Co nanoparticles toward new emerging nanodevices2010

    • 著者名/発表者名
      I.Yamashita ; M.Kobayashi ; S.Kumagai
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Bio Nano Process : A new nanodevice fabrication process by biomineralization and protein self-organization2010

    • 著者名/発表者名
      I.Yamashita
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2010-11-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Nano-device Structures in Aqueous Solution by Protein Supramolecules : Bio Nano Process2010

    • 著者名/発表者名
      I.Yamashita
    • 学会等名
      The 11th Asia Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 目的指向改変タンパク質によるナノ構造作製:ウエットナノテクノロジーの薦め2010

    • 著者名/発表者名
      山下一郎
    • 学会等名
      日本科学会第90回春季年会
    • 発表場所
      近畿大学、大阪
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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