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2015 年度 実績報告書

グラフェン環境セルを利用した生体分子の直接観察法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25708002
研究機関名古屋大学

研究代表者

北浦 良  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50394903)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードグラフェン / 透過型電子顕微鏡 / 環境セル
研究実績の概要

最終年度ではグラフェン環境セルの作製法を洗練させつつ、種々の溶液・混合溶媒・溶質の観察に注力した。環境セルの作製法については、これまで検討してきた2種類の方法(化学気相成長法によって成長した大面積グラフェンの転写による方法、単結晶グラファイトからの剥離グラフェンをドライ転写する方法)に加えて、電子線リソグラフィーを用いた作製法を検討した。これを用いることで、セルのサイズ(大きさ、深さ)をサブ100ナノメートル単位でコントロールして作製することが可能となった。とくに深いセルが作製できるようになったため、溶液本来の構造が観察できるようになると考えられる。
観察では、水および水/アルコール混合溶媒を中心に検討を行った。水については、バルクとは異なる相転移挙動が現れるなど、小さなセルに閉込められたことに由来する興味深い現象を見出した。大きなセルに閉込められた場合には、水中に発生した気泡がダイナミックに動く様をリアルタイムで捉えることに成功した。さらに、水/アルコール系ではミクロなスケールで相分離が起きていることを示唆する結果を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画にはなかった新たなグラフェン環境セルの作製法を開発し、セルのサイズを自在にデザインして作製することに成功した。さらに、当初予想していなかった水の相転移挙動、水/アルコール系の相分離を示唆するTEM像を観察することに成功した。以上のことから、当初の計画以上に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は確立したセルの作製法を用いて、生体分子、イオン液体、コロイド分散系などの種々の溶液系のミクロな観察を行っていく。

次年度使用額が生じた理由

環境セルの作製法が当初予定していなかった新しい方法も検討したため、従来法を持ちて作製する際に必要であった一部の消耗品の購入が遅れることとなった。

次年度使用額の使用計画

最終年度に従来法を含めてセルを作製するため、予定していた消耗品を購入する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Efficient preparation of graphene liquid cell utilizing direct transfer with large-area well-stitched graphene2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sasaki, Ryo Kitaura, Jong Min Yuk, Alex Zettl, Hisanori Shinohara
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 650 ページ: 4647

  • [学会発表] Imaging graphene-sandwiched water by HR-TEM2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sasaki, Ryo Kitaura and Hisanori Shinohara
    • 学会等名
      6th A3 symposium on Emerging Material
    • 発表場所
      Kyushu Univ.
    • 年月日
      2015-11-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications and preparations of graphene-sandwiched-type environmental cells2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sasaki, Ryo Kitaura, Hisanori Shinohara
    • 学会等名
      NT15
    • 発表場所
      Nagoya Univ.
    • 年月日
      2015-06-28
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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