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2009 年度 実績報告書

プログラム可能な自己組織化成長プロセスを用いた革新的機能を有する集積体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 20200004
研究機関東京工業大学

研究代表者

石川 正道  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (60376952)

キーワード結晶成長 / DNAコンピュータ / 自己組織化 / フォトニック結晶 / メタマテリアル / ナノデバイス / 製膜プロセス / 相分離
研究概要

「結晶成長論に基づく集積体の欠陥率の低減及び大面積化」に関しては、DNAナノ構造の墓板上成長について、一価および二価の溶液イオン濃度および基板材質を変化させて表面電荷密度を測定し、DNAナノ構造の成長状態と比較した結果,弱い表面電荷密度帯で成長が起こることを明らかにした。引き続き、基板との相互作用力を制御し、成長体の欠陥を抑制するための知見として、共存イオンの効果のモデル化を検討する。「フォトニック結晶のためのコロイド結晶構造の制御」に関しては、本研究において、昨年度新たに見出した、これまで知られていないコロイド粒子による気相、液相、結晶相への相分離現象についてさらに詳細な実験を進め、粒子密度および塩濃度をそれぞれ横軸および縦軸とする相図を作成した。この結果、コロイド相分離には、臨界点と三重点が存在することが初めて明らかとなった。また、結晶相が安定に存在する領域が確定したことによって、結晶性制御の条件を明らかにできたことから、フォトニック結晶、メタマテリアルの製膜プロセスとして極めて有望であることが分かった。また、コロイド粒子の基板固定化する方法として、2次元テンプレートを用いることによって、粒子を基板に安定に固定化することが可能となった。「メタマテリアルのための金属リング構造の作製」に関しては、DNA格子を金属化する方法として、金属粒子固定用アンカーを有する三点分岐型DNAモチーフの設計と作製を行った。モチーフへのアンカー導入は、正常なモチーフの形成を阻害する効果が強いことが分かったため、さらに阻害効果を抑制するモチーフ設計を進める。これら異分野の研究活動を効率的に運営することを目的として、ナノデバイス研究会を開催(年度内4回)し、研究者間のシナジー効果がえられるよう工夫した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Colloidal gas-liquid condensation of polystyrene latex particles with intermediate Ka values(5 to 160, a>>K^1)2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, R.Kitano
    • 雑誌名

      Langmuir 26

      ページ: 2438-2444

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous behavior of particle self-assembling under gravitational sedimentation(No.2)2010

    • 著者名/発表者名
      S.Ito, S.Miyoshi, M.Ishikawa
    • 雑誌名

      Space Utilization Research 26

      ページ: 21-22

  • [雑誌論文] Substrate-assisted assembly of interconnected single-duplex DNA nanostructures2009

    • 著者名/発表者名
      S.Hamada, S.Murata
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed. 48

      ページ: 6820-6823

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA分子を素材とするナノ構造の作成技術2009

    • 著者名/発表者名
      村田智
    • 雑誌名

      化学工業 60-1

      ページ: 1-5

  • [学会発表] Type-I反転型ZnSe/CdSe量子ドットの合成とバンド構造の評価2010

    • 著者名/発表者名
      原崇人, 石川正道
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 重力沈降過程におけるコロイド粒子の異常な自己集積挙動(その2)2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤峻, 三好早希, 石川正道
    • 学会等名
      第26回宇宙利用シンポジウム・日本学術会議
    • 発表場所
      宇宙航空研究開発機構
    • 年月日
      2010-01-25
  • [学会発表] メゾスコピック系の微小重力化学2010

    • 著者名/発表者名
      辻井薫, 石川正道, 奥村剛, 佐野正人, 下村政嗣, 鴇田昌之, 夏井坂誠, 馬籠信之, 益子岳史, 藪浩, 吉川研一
    • 学会等名
      第26回宇宙利用シンポジウム・日本学術会議
    • 発表場所
      宇宙航空研究開発機構
    • 年月日
      2010-01-25
  • [学会発表] DNAを用いたフォトニック結晶の階層的結晶成長制御2009

    • 著者名/発表者名
      木村良範, 金田祥平, 藤井輝夫, 村田智
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会(SSI2009)
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-11-26
  • [学会発表] DNAナノ構造の基板上成長2009

    • 著者名/発表者名
      西本智史, 村田智
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会(SSI2009)
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-11-26
  • [学会発表] DNAナノ平面構造の任意位置への成長2009

    • 著者名/発表者名
      西本智史, 村田智
    • 学会等名
      結晶成長学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] きぼう実験への提案―微小重力下におけるコロイド結晶の相転移と粒子間相互作用の評価―2009

    • 著者名/発表者名
      石川正道, 曽我見育夫
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター
    • 年月日
      2009-10-20
  • [学会発表] コロイド結晶成長の謎2009

    • 著者名/発表者名
      石川正道
    • 学会等名
      ワークショップ「創発現象の世界」
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2009-10-17
  • [学会発表] 重力沈降過程におけるコロイド粒子の異常な自己集積挙動2009

    • 著者名/発表者名
      石川正道, 北野良太
    • 学会等名
      第62回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2009-09-19
  • [学会発表] 3New Motifs for DNA Nanostructures2009

    • 著者名/発表者名
      S.Murata, S.Nishimoto, S.Hamada
    • 学会等名
      International Conference on Materials for Advanced Technologies 2009(ICMAT 2009)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2009-06-29
  • [学会発表] 3点分岐型DNAモチーフによる自己組織化格子パターンの成長カイネティクス2009

    • 著者名/発表者名
      石恵美子, 石川正道
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2009年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2009-05-17
  • [備考] 研究室ホームページは以下のとおり

    • URL

      http://www.iem.titech.ac.jp/ishikawa_H22/index.html

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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