Research Abstract |
DNA内包カーボンナノチューブ(CNTs)創製を目的とし,溶液中アーク放電マイクロプラズマを用いた「DNAの内包とCNTs形成を同時に行うプロセス」,及び電解質マイクロプラズマを用いて「予め準備したCNTsへDNAを内包させるプロセス」の2種類の新領域プラズマを用いた実験を行った. 1.溶液中アーク放電マイクロプラズマ (1)有機溶媒であるトルエン中において,CNTs形成に触媒作用のあるニッケルを電極としたアーク放電プラズマを生成し,トルエン自体を炭素源とする多層CNTs形成に初めて成功した. (2)DNA水溶液中において,炭素源となるグラファイト電極を用いてアーク放電を行った結果,非常に結晶性の高い多層CNTs形成に成功した. 以上の結果は,溶液中に分散・溶解しているDNAをアーク放電プラズマにより形成されるCNTsに容易に包み込めることを示唆している. 2.電解質マイクロプラズマ (1)DNAは水溶液中において負イオンとして存在するため,DNA水溶液を電解質マイクロプラズマと捉え,気体プラズマにおける異種原子・分子内包CNTs形成法を電解質マイクロプラズマに適用して実験を行った.また,気体プラズマとのパラメータの比較等によって,その妥当性を証明した. (2)電解質マイクロプラズマ中に導入した電極にDNA負イオンを照射するための直流電場,及びDNAの内包を容易にするためにDNAを伸長させる高周波電場を重畳印加し,電極に塗付したCNTsへのDNA負イオン照射実験を行った結果,DNA負イオン照射量は直流電場強度,照射時間に依存することが明らかになった. (3)CNTsへのDNAの内包率は直流電場強度と高周波電場強度に依存し,電場強度が大きい程内包率が高くなることが明らかになった. (4)CNTs内部に内包したDNAはその長さによって立体配置が異なり,5nm程度のDNAの場合には直線状,10nmのDNAの場合には,らせん状構造をとることが明らかになった.また,内包したDNAの疎水性部位である塩基が疎水性であるCNTs内壁側を向いて配置すると予想されるので,塩基の電気的特性をCNTsへ容易に反映させることが可能であると考えられる. これらのことはCNTsへDNAを内包させた初めての成果であり,DNA内包CNTsを用いた電子素子応用に向けて有用な知見である.
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