 |
|
|
|
|
|
講座：01-2
|
|
ナノテクとDNAの融合
ナノバイオインフォメーション・テクノロジー
|
|
|
川合知二
大阪大学 産業科学研究所
ナノテクノロジーセンター長 教授
|
|
|
|
|
| 第1講： |
現在開講中 [2時間] |
オンデマンドe-ラーニング 川合知二 |
|
| 第2講： |
現在開講中 [90分] |
オンデマンドe-ラーニング 田中裕行 |
| 第3講： |
現在開講中 [90分] |
オンデマンドe-ラーニング 松本卓也 |
| 第4講： |
現在開講中 [90分] |
オンデマンドe-ラーニング 田畑 仁 |
| 第5講： |
現在開講中 [90分] |
オンデマンドe-ラーニング 田中秀和 |
| 第6講： |
現在開講中 [90分] |
オンデマンドe-ラーニング 谷口正輝 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ナノテクノロジーを人工生体情報材料の創成（ヒューマンボディービルディング）に応用。
半導体微細加工技術で発達したナノテクノロジーが、生体内で起こる自己組織化によるナノサイズ生体材料創成現象と融合した。
川合研究室では原子・分子層を操り機能性調和材料・デバイスを生み出す技術と、原子・分子を操る極微な表面科学を駆使し、DNAを中心とした生体分子マニピュレーションを実現している。この過程に起こるさまざまな研究技術を紹介しながらそのテクニックを学ぶ機会を提供する。 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1分子で観察・計測する技術はナノテクにおいて重要である。その技術の一つである走査型プローブ顕微鏡の原理やそれに必要となる試料調整法について我々の研究成果を交えながら紹介する。
|
| 1. |
走査プローブ顕微鏡の歴史 |
|
光学顕微鏡、電子顕微鏡、走査プローブ顕微鏡 |
| 2. |
基板・試料調整方法 |
|
基板の清浄化、劈開、アニール・フラッシュ、スパッタアニール分子の加熱蒸着、滴下乾燥、噴霧法 |
| 3. |
配列〜デバイス、高分解能観察・計測を目指して〜 |
|
塩基分子の自己組織化、DNAネットワーク |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ナノ機能を探るプローブ顕微鏡…
STMの発明から20年が経過し、原子観察も日常的なものとなった。走査プローブ顕微鏡(SPM)がナノサイエンスに与えたインパクトは計り知れなく大きい。
しかし、現実のデバイスやナノ材料へのSPMの応用はまだ始まったばかりである。
微細化が進むナノ磁気記録材料、生体単一分子、絶縁体と導体が混在するナノデバイスの電気・電子物性の評価など、ナノスケールの機能を知るためのSPM新手法にについて紹介する。
ノンコンタクト磁気力顕微鏡…ナノ磁石を見る
ナノテスター…ナノ回路の電気特性を画像化
電荷移動力顕微鏡/分光法…ナノスケール回路の電子物性を見る
ナノスケールの電荷計測…分子一個のコンデンサーを測る
原子間力とトンネル電流の同時計測…DNAは被覆導線か？
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
原子層（分子層）スケールで、イオンやスピンの配列を制御した物質を創りたい。材料・物質を扱う研究者なら誰しもが一度は描く夢である。
これまで、限られた材料（半導体系）でのみ可能であった夢が、ナノテクノロジーの進展により、その夢が現実のものとなってきた。
ナノレベルで原子・分子の配列を制御・構築することにより、これまでにない新しい機能の創成・発現が期実際に得られている例を紹介する。
|
| 1. |
ナノ構造制御技術 |
|
（原子・分子を自由に操る技術、ボトムアップテクノロジーとしての薄膜形成技術と自己組織化技術） |
| 2. |
機能調和材料の創成 |
|
（現代の錬金術：ナノテクノロジーが作る、新しい機能性材料）
例）高性能センサ、メモリ材料
生体機能(情報変換･伝達･判断、記憶機能)をまねた材料の創成 |
| 3. |
機能性薄膜のシリコン素子上へのヘテロエピタキシー技術 |
|
（ナノサイズの精度の界面制御技術により、現有のシリコン素子上へ、機能性材料を接合、新機能性素子を形成） |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
急激に発展している情報化社会では、従来からの構造材料や機能材料に加えて、磁場、電場、光等、多様な外場に応答する新機能材料、情報を検知しかつ情報を処理・伝達する知的材料の開発がより一層重要となる。近年発達してきた人工格子作成技術は物質群を原子・分子層レベルで組み合わせて、物性を自由に設計することを可能にしつつある。酸化物を中心に人工格子のセンサ・メモリ適用に向けた概念、具体例について述べる。
|
| ・ |
人工格子の歴史と最新の技術 |
| ・ |
人工格子のセンサ・デバイス開発に役立つ機能（機能集積、情報伝達、層間相互作用設計、結晶構造制御、準位離散化） |
| ・ |
具体例１）−高感度、室温動作 磁気センサー人工格子 〜超五感センサ材料〜 |
| ・ |
具体例２）−インテリジェント光センサ 〜有機/強誘電体/半導体ヘテロデバイス |
|
|
|
|
|
|
|
|
| ■第6講
|
バイオ分子デバイス開発に向けた |
谷口正輝 |
|
ナノテクノロジーの展開
|
|
|
|
|
|
|
ナノテクノロジーは、様々なデバイスや測定機器の開発・作製の基盤技術であり、従来にない新しい機能や性能を有する新規なデバイスの実現に向けて大きな潜在能力を秘めています。
ナノテクノロジーを推進していくためには、ナノ構造における新しい物性を活用し、微細加工技術に加え、分子の自己組織化を利用したボトムアップ方式を取り入れることが重要になると考えられます。本講義では、分子デバイスの動作原理、作製手法、および開発の現状・展望を概説し、社会ニーズの高いバイオチップについて紹介します。
|
| ・ |
分子デバイスのアイデアと動作原理 |
| ・ |
DNAの電気特性 |
| ・ |
分子デバイスの例 |
| ・ |
分子デバイスによる情報システムの構築に向けて |
| ・ |
バイオチップの開発と現状 |
|
|
