生体分子導入による液晶の高機能化 －“生物“と”液晶“の密接な関係性の具現化－

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K13555
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 古江 広和 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (70289304)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 液晶 / 生物 / DNA / リオトロピック / ブルー相 / 円二色性 / イオン

研究成果の概要

本課題では、“生物”と“液晶”の密接な関係性に着目し、生体分子としてDNAの液晶への添加効果および生体類似構造を有するブルー相液晶について調査を行った。液晶材料としては油系および水系の液晶を作製した。油系と水系の液晶へのDNA添加効果を考察すると、総じてDNA分子は生体に近い水系液晶に強い効果を示すことが分かった。また、ブルー相液晶については、光重合性モノマーを用いたブルー相の発現に成功し、さらに配向処理による一様配向化、また、それに基づく高機械強度試料を得ることができた。

自由記述の分野

液晶材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

「生物」と「液晶」は同一の特徴を有し、密接な関係にあると考えられるが、具体的には未知の部分ばかりである。本研究では、生体分子としてDNAに着目したが、不均一な相互作用を液晶に導入し、液晶場におけるDNA分子の静的・動的な振る舞いを調査した。DNAの塩基種や塩基数、濃度によって液晶場の振る舞いが異なる結果も得られた。本研究の成果は、液晶を用いたバイオセンサー等に繋がるものと期待される。また、ブルー相液晶を用いた研究では、生物で観られるような高次構造・高機能性を有する材料を、液晶を用いて自己組織的に低エネルギーで実現する手法を提案した。