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2017 年度 実施状況報告書

導電性高分子を用いた電気・化学信号変換素子に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06267
研究機関愛媛大学

研究代表者

藤井 雅治  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00127911)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード導電性高分子 / 神経伝達物質 / クロス電位法 / シナプス
研究実績の概要

1次側からの電気信号入力に対して導電性高分子からイオンを放出しそれを化学信号として次の導電性高分子に伝達するために、クロス電位法を用いて総合的に伝達システムを構築することを試みている。クロス電位法はイオンの放出、ドリフトと2次側導電性高分子へのイオン注入に利用される。入力信号に応じてイオンは放出されるが、この方法では一定のドリフトを維持することが難しいことが分かった。そのためにメッシュ状の補助電極を用いてドリフトを維持させることができることを見いだした。
従来のクロス電位法では2次側導電性高分子から注入されたイオンが放出されることが判明した。これの対処法として非対称電位勾配の導入とクロス電位法で利用する電位をある値以下で利用する必要があることが分かった。
注入するイオンについてはエネルギー分散型 X 線分光法 (EDX),FT-IR,吸収スペクトルを用いて定量的に評価した。イオンとして神経伝達物質を用いた場合は従来のイオンと比べて明確なスペクトルを得ることは難しかった。これは神経伝達物質の構成元素の種類とイオン注入量が少ないことに起因すると考えられるが現在のところ不明である。
実験では溶液中のイオン濃度が上昇するので,これを制御あるいは初期化するために新たな導電性高分子を設定し,溶液中のイオンを取り込む実験を行い、パルス波高値などを調べその有効性を検討した。しかしパルス伝搬に関して現在のところ電解質中でのイオン伝搬が非常に遅いことが分かり実験装置全体の大きさを小さくして対応する必要があることが分かった。

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

(1)神経伝達物質を1つの導電性高分子から放出しすること、(2)神経伝達物質を含む電解溶液中から導電性高分子に神経伝達物質を注入することができた。この2つを同時に行うためのクロス電位法を行った。注入の制御が必要となり、この方法を改良することにより制御可能となった。

今後の研究の推進方策

神経伝達物質の伝達をシステムとして評価するために、装置全体を1つのシステム(素子)として扱い信号の遅れ等を評価する。長時間の伝達では2次側の導電性高分子から注入された神経伝達物資が排泄される現象が起きているので、電位勾配等を制御してこの問題を解決していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

本年度購入したオートマティックポラリゼイションの制御用ソフトが今後の研究を進めて行く上で必要であることが判明し、購入を検討し、見積もりを請求したが間に合わなかったため。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 導電性高分子を用いた神経伝達物質注入のためのクロス電位法の改良2018

    • 著者名/発表者名
      藤井雅治,豊福大地,井堀春生,全現九
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
  • [学会発表] パルス電圧を用いた導電性高分子へのグリシンイオンの注入2018

    • 著者名/発表者名
      浜崎新一・藤井雅治・井堀春生・全 現九
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
  • [学会発表] 人工シナプスによる神経伝達物質 (グリシン) の放出と 取り込み2017

    • 著者名/発表者名
      浜崎 新一, 藤井 雅治, 井堀 春生, 全 現九
    • 学会等名
      平成29年度電気関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] 加藤 竜策, 相田 健太郎, 井堀 春夫, 全 現九, 藤井 雅治2017

    • 著者名/発表者名
      人工シナプス素子のためのクロス電法の有効性
    • 学会等名
      平成29年度電気関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] 人工シナプス形成用導電性高分子の交流インピーダンス測定2017

    • 著者名/発表者名
      谷口 裕一, 藤井 雅治, 井堀 春生, 全 現九
    • 学会等名
      平成29年度電気関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] Transmission of neurotransmitter between conducting polymers2017

    • 著者名/発表者名
      M. Fujii, H. Shinichi, H.Ihori and H.-G.Jeon
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
  • [学会発表] Cross Potential Method for Artificial Synapse Device using Conducting Polymer2017

    • 著者名/発表者名
      M. Fujii H. Ihori H. -G. Jeon
    • 学会等名
      h International Conference on Electrical and Electronic Material Engineering
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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