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2019 年度 研究成果報告書

単一分子をトレーサとするナノチャネル時空間流動計測法の創成

研究課題

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研究課題/領域番号 15H05507
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関慶應義塾大学 (2018-2019)
東京大学 (2015-2017)

研究代表者

嘉副 裕  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20600919)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード流体計測 / ナノチャネル / 単一分子
研究成果の概要

様々な流体操作を微小化・集積化するマイクロ流体工学が急速に進展し、近年ではナノ流体工学へと展開している。本研究では、極小のナノ空間の流動現象を理解するために、流れの中の1分子の移動量から流速分布を計測する分子画像流速計(MIV)を提案した。サイズが制御された高分子であるデンドリマーを蛍光修飾したトレーサ分子を開発し、これをナノ流路における圧力駆動流の計測に応用した。本手法と得られた知見は、ナノ空間の流れと物質輸送の理解に寄与すると期待される。

自由記述の分野

マイクロ・ナノ流体工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

分析装置や医療診断機器、リアクター等の様々な流体システムの小型化・デバイス化が進み、微小空間の流体(液体、気体)の流れの理解が重要になっている。これまでに10μmのマイクロ空間の流れの研究が進んできたが、ナノ空間は極めて小さく研究が難しかった。本研究は、極小のナノ空間の流れを計測する新たな方法論を提案し、この空間の流体力学と移動現象論の確立に寄与するものである。また、生物物理における細胞間・細胞内ナノ空間の分子輸送、膜工学における物質分離など他分野で扱うナノ空間の現象解明に有用な知見を提供するものである。

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公開日: 2021-02-19  

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