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私立大学学术研究高度化推进事业(大型研究)一覧 2008年度

生体物质を利用した新机能性ナノ素材の创成

プロジェクト名称 生体物质を利用した新机能性ナノ素材の创成
事业区分 ハイテク?リサーチ?センター整备事业
研究组织名 生体机能応用ナノ材料开発研究所
研究概要 (研究分野)
 本プロジェクトの构成员は生物物理学,量子光学,结晶物理学,超音波物理学,材料物性学を専门としており生体物质,主にタンパク质を利用してナノ素材を生成する课题を复数分野にまたがる専门家が协力し行う。

(研究内容)
 タンパク质,リポソームなどの生体物质を「かご」として利用し,中に无机物ナノ粒子を生成させる。タンパク质は复数のサブユニットが会合した复合体を使い,サブユニット间の隙间をチャネルとして无机物の输送に使う。溶液を无机物の结晶条件にすればタンパク质内部で成长した结晶は「かご」の大きさで成长が止まる。さらにタンパク质の结晶を作れば,中心に成长したナノ粒子の规则的配列を得ることになる。リポソームにはチャネルとなるタンパク质を埋め込んで同様の働きをさせる。无机物の结晶を効率よくタンパク质内で成长させる方法,タンパク质を配列させる方法を模索する。

(达成目标)
 研究开始3年后にはタンパク质によるナノ粒子生成を鉄属で4种,希土类で少なくとも1种类を形成させる方法を确立させる。その际,タンパク质の90%以上にナノ粒子を形成させる。また,ナノ粒子を生成したタンパク质をシリコン基板上に少なくとも1マイクロメートルの大きさで配列させることを目标とする。5年后は(1)金属粒子を核としたカーボンナノチューブ(颁狈罢)アレイ,(2)金属微粒子をマスクとしたリソグラフィーで作るナノ多孔质材料(ナノポーラス),(3)强磁性体を配列させた超高密度磁気记録素子,(4)新しい组成?构造をもった合金の创生などの応用を少なくとも1分野で成功させる。

(期待される効果)
 生体物质を使うことにより,大がかりな设备を使わずにナノ粒子を生成させる技术を确立させることにより安価で质のよいナノ素材を生产できることになる。またタンパク质という均一な素材でナノ粒子をコートすることにより,规则正しい配列や自己组织化によるパターンの形成などを行う可能性が期待できる。自己组织化によるパターンの形成を研究することは,生物の自己构筑の课程を研究することに他ならない。また,无机物が通过するチャネルについて研究することにより,生体膜に対するイオンの透过性に対する知见なども得られる。
研究者 所属 氏名
  理工学部 教授 吉村英恭
  理工学部 教授 小泉大一
  理工学部 教授 立川真树
  理工学部 教授
  理工学部 教授 小田岛仁司
  理工学部 准教授 平冈和佳子
  理工学部 准教授 长岛和茂
  理工学部 教授 相泽守
  农学部 准教授 铃木博実
研究期间 2004.4~2009.3
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