2018 年度研究成果報告書

エントロピー的秩序化によるナノ構造形成

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	16K04895
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	ナノ材料化学
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所
研究代表者	藤田雅弘国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50342845)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	核酸分子 / ソフト界面 / ナノ粒子 / 分子クラウディング / 枯渇効果 / 小角X線散乱
研究成果の概要	本研究課題では分子混雑下におけるDNAナノ粒子のエントロピー的秩序化によるナノ構造体形成とその制御に関する研究を推進した。金ナノ粒子を核とするDNAナノ粒子を対象にした。DNAの鎖状分子としての立体斥力、静電反発力のみならず、枯渇引力というエントロピックな相互作用を巧みに組み合わせることで、ナノ粒子の分散と凝集を任意に制御することができた。さらに、極めて秩序性の高い結晶様の三次元ナノ構造体を構築できることを実証した。
自由記述の分野	ナノ材料化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ナノマテリアルの誘導自己組織化は、材料科学の分野においてボトムアップ型構造構築技術の一つとして、大いに注目されている。本課題で取り組んだ手法はエントロピー的相互作用による構造秩序化に基づく点に大きな特色がある。このような秩序化は、物質が自発的に離合集散して複雑な機能を発現し、それを制御するという生命システムにおいて見られる現象と同じといわれている。本研究で得られた知見は、スマートマテリアル創製のあらたな設計指針を与えるのみならず、細胞内の分子混雑化ににおける機能性粒子や分子の動態に関する研究への展開も見込める。