| 研究課題/領域番号 |
15K13318
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
北森 武彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60214821)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 拡張ナノ空間 / 化学反応 / 溶液物性 / 表面効果 |
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| 研究実績の概要 |
申請者らは、ガラスのナノ加工/低温接合、fL/秒の圧力流体制御、単一分子検出など、100nmの拡張ナノ空間の基盤技術を世界に先駆けて実現して、さまざまなユニークな溶液物性・化学特性をはじめて明らかにしてきた。また、ユニークな溶液物性はガラス表面のシラノール基に由来しており、壁面の特性が溶液物性に大きく影響することを初めて見出した
そこで拡張ナノ空間が表面支配的であることを利用すれば、壁面-分子間の電荷反発など表面の効果と合わせて単一分子の輸送経路を制御し、ひいては確実な単一分子衝突・反応システムという化学における理想的な反応ツールを実現できると着想した。しかし、表面を有効に活用するためには10nmスケールの流路が必要であること、表面に電極などの外場を印加するためのデバイスを埋め込むことなど、高度な加工技術が必要である。
本申請では、単一分子衝突反応に向け、溶質分子の軌道を制御するための基盤技術を確立することを目的とした。
２年の研究計画の初年度である本年度は、10nmスケールのガラスの流路作製技術を確立した。電子線露光条件やドライエッチングの条件を検討して、10nmスケールの流路の作製に成功した。また、また、表面のシラノール密度の制御も必要であるが、加熱温度と時間を制御することで、表面シラノール密度が制御できるという知見も見出した。以上から初年度の目標を達成した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究実績の概要で述べたように、10nmスケールの流路の加工、表面制御、漏れのない流体の駆動に成功しており、来年度電極を組み込んだデバイスを作製することで、溶質の軌道制御に取り組むことができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
電極を組み込んだデバイスを組み込んで表面電位を制御する。バルクでは１Vの電位は小さな値であるが、10nmギャップの拡張ナノ空間では大きな電位となりその効果は絶大である。この効果が溶質の軌道にどのような影響を与えるかを来年度確かめる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度の流路加工条件の検討により非常に小さいサイズの流路の加工と表面表面制御ができることがわかり、極限的に小さいサイズから溶質軌道制御実験が可能であると期待される。したがって、これら幅広いサイズでのデバイス作製に研究費を使用して、溶質軌道制御の成功確率を高める。
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| 次年度使用額の使用計画 |
10nmスケールから数100nmスケールでのデバイスを作製するための基板材料費、マイクロ・ナノ加工費、流体制御のための消耗品に使用する。
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