パンフレット - 科学技術振興機構

自 己 組 織 化 有 限 ナノ 界 面 の 化 学
表 面 力 測 定 によるナノ 界 面 技 術 の
基 盤 構 築
藤 田
誠
栗 原 和 枝
東 京 大 学 大 学 院 工 学 系 研 究 科 教 授 東 北 大 学 原 子 分 子 材 料 科 学 高 等 研 究 機 構
教 授
本 研 究 では、 自 己 組 織 化 により 定 量 的 に 生 成 するナノ
スケール 中 空 球 状 錯 体 の 表 面 および 内 面 を「 一 義 構 造
の 有 限 ナノ 界 面 」と 捉 え、 明 瞭 な 構 造 を 持 った 巨 大 分
子 上 で 有 限 系 の 表 面 化 学 と 内 面 化 学 を 展 開 します。 具
体 的 には、(1) 有 限 界 面 を 分 子 設 計 に 基 づいて 精 密 構
築 します。(2) 界 面 の 特 性 に 基 づく 新 機 能 や 新 反 応 を
溶 液 状 態 で 発 現 させます。(3) 有 限 界 面 での 現 象 を 溶
液 ・ 結 晶 化 学 手 法 で 解 析 し、 界 面 現 象 の 本 質 の 解 明 や
有 用 物 質 の 創 製 を 達 成 します。
研 究 代 表 者 が 開 発 したツインパス 型 表 面 力 装 置 と 共 振
ずり 測 定 法 を 中 心 手 段 として、 機 能 デバイス 設 計 や 反
応 場 として 重 要 な 固 - 液 界 面 の 特 性 ・ 機 能 を、 分 子 レベ
ルで 解 明 ・ 制 御 する 新 規 ナノ 界 面 技 術 の 基 盤 形 成 を 目
的 とします。 特 に、 界 面 の 液 体 をも 機 能 分 子 として 捉 え、
装 置 開 発 など 新 規 アプローチを 創 製 し、(1) 金 属 も 含 む
機 能 界 面 の 特 性 評 価 、(2) 束 縛 液 体 の 特 性 、 光 反 応
機 能 の 解 明 、(3) 界 面 の 高 次 階 層 機 能 構 造 制 御 など
の 研 究 を 行 います。
分 子 運 動 操 作 を 基 盤 とした 多 次 元 的
バイオ 界 面
DDS 粒 子 のナノ 界 面 と
鳥 インフルエンザワクチン 等 への 応 用
由 井 伸 彦
東 京 医 科 歯 科 大 学 生 体 材 料 工 学 研 究 所
教 授
櫻 井 和 朗
北 九 州 市 立 大 学 国 際 環 境 工 学 部
教 授
生 体 内 埋 込 型 医 療 デバイスと 生 体 との 理 想 的 な 界 面
の 創 製 を 目 指 して、 材 料 を 構 成 する 分 子 の 運 動 をナノ
メーターレベルの 分 子 間 力 をもとにして 操 作 し、それを 基
盤 とした 多 次 元 的 バイオ 界 面 構 築 によって 生 体 の 階 層
的 応 答 を 支 配 します。これにより 最 終 的 には、 材 料 - 細
胞 界 面 における 機 能 を 永 続 的 に 発 現 して 生 体 と 共 存 可
能 なバイオ 界 面 を 創 製 します。
薬 物 運 搬 システム(DDS)に 使 われるナノ 粒 子 の 機 能
は、 親 水 層 と 疎 水 層 のナノ 界 面 を 通 した 未 知 の 相 互 作
用 に 支 配 されています。 次 世 代 のDDSナノ 粒 子 に 関 し
て、 粒 子 の 内 部 構 造 、 粒 子 内 の 疎 水 / 親 水 界 面 におけ
る 薬 物 の 挙 動 と 形 態 、 生 体 膜 との 融 合 挙 動 を、 放 射 光
を 用 いて 精 密 に 解 明 します。この 結 果 を 利 用 して、パン
デミックフルーのワクチンを 提 案 するとともに、 遺 伝 子 デ
リバリーやタンパク 質 製 剤 の 分 野 に 新 しいDDS 技 術 を
提 供 します。
平 成 20 年 度 採 択
界 面 ナノ 細 孔 での 液 体 の 巨 視 的 物 性
の 解 明
一 ノ 瀬 泉
( 独 ) 物 質 ・ 材 料 研 究 機 構 高 分 子 材 料 ユニット
ユ ニット 長
ナノ 細 孔 は、 内 部 の 液 体 に 特 異 な 熱 力 学 的 状 態 を 与 え
ます。 細 孔 内 での 液 体 の 沸 点 や 凝 固 点 は、 温 度 や 圧 力
などを 変 数 として 取 り 扱 うことができます。しかし、 密 度 や
粘 度 、 拡 散 係 数 などの 巨 視 的 物 性 の 取 り 扱 いは、 学 理
としての 体 系 化 が 遅 れています。 本 研 究 では、 分 子 シミュ
レーションや 最 新 の 構 造 解 析 技 術 を 駆 使 することで、 界
面 ナノ 細 孔 での 液 体 の 流 体 力 学 的 特 性 を 解 明 し、 革 新
的 な 膜 分 離 技 術 を 開 発 することを 目 指 します。
量 子 界 面 制 御 による
量 子 ナノデバイスの 実 現
松 本 和 彦
大 阪 大 学 産 業 科 学 研 究 所
本 研 究 では、 量 子 細 線 を 利 用 し、ナノ 構 造 の 真 の 特 長
を 活 かした 基 礎 デバイスとして、カーボンナノチューブ/
金 属 電 極 の 量 子 界 面 を 制 御 し、 電 子 の 粒 子 性 と 波 動 性
を 自 在 に 制 御 する 量 子 ナノデバイスを 実 現 します。また
実 用 化 デバイスとして、 量 子 細 線 の 周 辺 に 同 心 円 状 に
2 層 絶 縁 膜 を 形 成 し、 同 心 円 構 造 による 電 界 集 中 を 利
用 して、 従 来 の 平 面 構 造 メモリの~1/10の 低 電 圧 で 動
作 する 量 子 細 線 ナノメモリを 実 現 します。
教 授
ナノ 界 面 ナノテクノロジー・ 材 料
水 素 活 性 化 アクア 触 媒 界 面 による
常 温 ・ 常 圧 エネルギー 変 換
小 江 誠 司
九 州 大 学 大 学 院 工 学 研 究 院
教 授
常 温 ・ 常 圧 で 水 素 をプロトンと 電 子 に 変 換 する 酵 素 であ
るヒドロゲナーゼを 範 として 合 成 した「 水 素 活 性 化 アク
ア 触 媒 」の 界 面 を 利 用 した、ナノレベルでの 水 素 駆 動 型
常 温 ・ 常 圧 エネルギー 変 換 を 行 います。 具 体 的 には、 水
素 活 性 化 アクア 触 媒 の 界 面 で 水 素 から 抽 出 した 電 子 を
利 用 する(1) 常 温 ・ 常 圧 燃 料 電 池 の 開 発 、(2) 水 素 から
光 へのエネルギー 変 換 の 開 発 、(3) 環 境 調 和 型 の 水
中 ・ 常 温 ・ 常 圧 での 化 学 反 応 の 開 発 を 目 指 します。
51