| 研究概要 |
人工膜の機能として,(1)化学センシング,(2)スカラ-的な化学エネルギ-のベクトル的な力への変換,の2点に重点を置いて研究を進めた。
(1)非線形特性を活用した化学センシング。本年度は特に,非線形振動子における"引き込み同調"効果を利用した,センシング方法の開発を進めた。一般に,電気化学系は,容量や抵抗値が電位依存性となる。このような電位依存性の,インピ-ダンスの非線形性を定量的に評価するために,フ-リェ変換を応用する方法は,私達によって開発されている。今回の方法は,フ-リェ変換をすることなく,非線形特性を直接評価する点に特徴がいる。具体的には,電気化学系を通常のサイン波発生回路(ウィ-ンブリッジ発振回路)と結合し,そのときの電気化学系の"引き込み"同調を調べる方法である。もし,電気化学系が線形特性のみであれば,引き込み同調は起こらない。そこで,本方法は,非線形特性だけを拾い出す方法となっていることが分る。実際に,本方法を用いて,味物質について実験を行なった。その結果,味物質のカテゴリ-に依存して,特異的な引き込みパタ-ンが出現することが分った。実験にあたっては,標準液に対して,回路の可変抵抗を調整することにより,再現性・安定性とも,優れた結果が得られている。
(2)化学エネルギ-のベクトル的な力への変換。ジャボチンスキ-反応系など,周期的に酸化還元反応を繰り返す実験系について,引き込み同調の実験を進めた。具体的には,複数の反応槽の間に細孔をあけ,細孔を通じて反応液が交換する効果による,振動反応系同士の相互作用を調べた。この中で,特に,3つの反応槽を正三角形型に配置し,相互作用させると,互いに120ﾟ位相のずれた,三相モ-ドが安定に出現することが分った。三相モ-ドでは,三相交流として,電力を取り出せることを意味しており,トルクを無理なく発生させる方法として興味深い。
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