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液晶分子は密度が高くなると自発的に配向構造形成する。この性質を利用し、液晶と光硬化モノマー混合物に紫外線を照射すると、相分離が起こり、高分子中に液晶が配向状態で液滴を多数形成した「ポリマー分散型液晶(PDLC)を作成することができる。本年度は、UV照射強度や温度などのプロセス条件によってPDLCの構造がどのように変化するかを検討した。また、得られた結果について配向現象の観点から考察を行い、構造制御における指針を獲得した。PDLCは光シャッターなど様々な応用が期待されており、その性能にはPDLC構造が大きく影響する。本研究によってより精密な構造制御が実現されれば、PDLCデバイスの実用化に大きく貢献出来ると考えられる。
また、血管内皮細胞は、せん断流れを与えると自発的に配向した構造を形成する。本年度は、先述の液晶分子と同様に、血管内皮細胞の配向現象についても密度が支配的因子なのではないかと考え、形成される配向構造や配向に要する時間に対する、細胞密度の影響を検討した.その結果、最終的な配向構造、そして配向に要する時間は共に、細胞密度によって大きく変わることが明らかとなった。従来血管内皮細胞の配向現象は主に一つの細胞の変化について検討されてきたが、細胞群全体の挙動(細胞同士の相互作用)が現象に関与していることが今回の結果から示唆され、非常に意義の高い結果と言える。これに加えて、血管内皮細胞の配向現象より詳細に調べるために、配向の過程における細胞の内部構造(細胞骨格など)のリアルタイムイメージングを検討した。従来の蛍光色素は光褪色が早く、配向形成の時間スケール(数日)では連続観察が難しい。そこで、新規の蛍光マーカーとしてシリコンナノ粒子の開発を行った。検討の結果、シリコンナノ粒子は従来の有機蛍光色素よりも優れた光安定性と低い生体毒性を有することが分かり、これを用いることで細胞の長期観察が可能となった。今後、シリコンナノ粒子の標識特性をより精密に制御し、配向構造形成の長時間観察に利用していきたと考えている。
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