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Intelligent molecular machinery on high speed molecular display

高速分子显示上的智能分子机械

基本信息

批准号：
19H02100
负责人：
星野隆行
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，電子線の電気的な性質を用い，誘電体膜であるSiN薄膜の裏面から電子線を照射して，動的な電極パターンを呈示する技術（バーチャル電極ディスプレイ）を基盤としている．呈示されたバーチャル電極パターンにより，SiN薄膜上には静電力を起源とした力場を発生させることができる（フォースディスプレイ）．これにより，任意の位置にいる分子やナノ粒子を自在に制御することをが研究の目的である．本年度においては，以下の2点の成果が得られた．１）電気泳動堆積は，溶液中のナノ粒子のゼータ電位と外部電場の間に生じる泳動力を利用して，ナノ粒子を堆積・積層させるものである．本課題では，外部電場としてバーチャル電極により，局所的に堆積させ，電場を走査することで，二次元のパターンを形成することに成功した．堆積させるナノ粒子として，ポリスチレン球と酸化グラフェンを用い，ゼータ電位を正に調整することにより，電場パターンに堆積することを確認した．このとき，ナノ粒子の挙動は，ナノ粒子の断面積の違いによる流体抗力のはたらきに関係していることが示唆され，2次元材料である酸化グラフェンではより呈示位置中心に堆積されやすい傾向がみられた．２）バーチャル電極の界面近傍の効果は，デバイ遮蔽を積極的に利用することで，運動しているタンパク質分子モーターの一部分だけに作用を限定でき，ディスプレイ面上を滑走中のキネシンー微小管のうち，キネシン分子のみを止め，直上の微小管には影響を与えない界面近傍限定の分子制御が可能であることが分かった．これらの成果や，これまで取り組んできた人工脂質膜の流動性を制御しパターンを可逆的に描画・形成する研究成果に関して研究発表や論文化することができた．

In this study, the electric properties of electron lines were studied. The electron lines were irradiated on the inside of the dielectric film SiN film, and the moving electrode was displayed on the substrate. It is shown that the electrostatic force on the SiN thin film originates from the field of electrostatics. The purpose of this research is to control the molecular weight of particles at any given position. 1) Electrophoretic accumulation of particles in solution and utilization of electrophoretic force generated between potential and external electric field The problem is that the external electric field and the accumulation of the local electric field and the formation of the secondary electric field are successful. When the particles are deposited, the electrostatic potential is positively adjusted by using the polariton sphere and the acidification filter, and the electric field is accumulated. The relationship between the particle's cross-section area and the fluid resistance shows that the two-dimensional material has a tendency to accumulate at the center of the position. 2) The electrode's interface is close to the shielding effect. 3) The active utilization of the shielding effect shows that the particle's cross-section area is close to the fluid resistance. A part of the molecular structure of the motion is limited by the action of the molecule on the surface of the motion, and the molecule on the surface of the motion is limited by the action of the molecule on the microtube. The results of this research are related to the development of artificial lipid membranes and their reversible characterization.