2011 Fiscal Year Research-status Report
分子プログラムにより制御できるマイクロ構造体の創製
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23651118
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
沼田 宗典 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (70423564)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 自己組織化 |
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| Research Abstract |
クロロフィルを基本骨格とした両親媒性分子がマイクロエマルション界面において加熱条件下、組織化すると、エマルション構造が球状からチューブ状へと劇的に変化し、サイズが均一なチューブ構造が得られることを最近の成果として明らかとしている。本系では両親媒性クロロフィル（Chl-Py）の組織化が各々のエマルション表面で独自に進行するため、組織化する分子数、チューブ構造のサイズはエマルションのサイズで規定される。長さの揃ったチューブ構造を創出するための革新的な分子集積システムのさきがけとなる成果であり、その一般性を分子レベルで検証する必要がある。本年度はまず、分子レベルでのメカニズムを明らかとし、新たな分子設計の指針を得ることを目的とした。これまでに実績のある分子（クロロフィル誘導体）の設計を基にして、ポルフィリンについても同様に組織構造が可能であるかどうかの検討を行った。その結果、ポルフィリン分子を用いた場合も、適切に配位部位を設計することにより、エマルション界面において１次元組織構造の形成が可能であることが示唆された。また、従来の手法に基づき、Chl-Py/DCE溶液の濃度、体積、温度などを変化させ、得られるチューブ構造のサイズ、内部構造（多層または単層）との相関関係を明らかにする実験も実施した。その結果、様々なサイズのマイクロエマルションをテンプレートとして用いた場合も、エマルションのサイズに規程された１次元組織構造体が得られることを明らかとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで不可能であったサイズと分子数が厳密に制御されたマイクロレベルの精緻な分子組織構造を一気に組み上げ、同時にナノ-マイクロ-マクロ構造を縦断的に制御するための学理を明らかとすることを本研究の命題としている。これまでに、サブマイクロからマイクロレベルの１次元構造体のサイズ制御に成功し、本系に必須となる分子構造についてもその設計指針が現時点でおおむね得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
２４年度は多様な刺激に応答するエマルションを作り出し、それらの相対的な位置をマクロな空間で制御して配列することにも挑戦していきたい。最終的には、エマルション内部のナノ機能をマクロな空間の欲しい位置に、欲しいタイミングで発現できる次世代の分子システムへ向かうマイルストーンを得たい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は、昨年度に実施できていなかった、マイクロフローデバイスを利用した、エマルションの作成とそれを用いた１次元組組織構造体の制御についても検討を行う予定である。本年度は、マイクロサイズの均一なドロップレットの調製が必須となる。そこで、サンプルの調製は、 Chl-Py とナノ材料のDCE溶液を分散媒、水を連続層としたエマルションをドロップレットジェネレーター（マイクロ流路デバイス）を用いて行って行く予定である。実験を遂行するに当たり、様々なマイクロ流路のカスタムチップ、フロー系を制御するための設備、および分子合成の為の試薬等が必要であり、当該研究費を使用する予定である。
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