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．

这项研究基于一种技术（虚拟电极显示），其中电子光束从介电sin薄膜的后表面照射，以呈现动态电极图案（虚拟电极显示）。提出的虚拟电极图案允许在sin薄膜上产生源自静电力的力场（力显示）。这项研究的目的是在任何所需的位置自由控制分子和纳米颗粒。今年，获得了以下两个结果：1）电泳沉积涉及使用纳米颗粒在溶液和外部电场中Zeta电位之间产生的动态力沉积和堆叠纳米颗粒。在这个主题中，我们通过使用虚拟电极局部沉积并扫描电场来成功形成二维图案。已证实沉积的纳米颗粒是聚苯乙烯球和氧化石墨烯，对ZETA电势进行积极调整以允许在电场模式中沉积。目前，有人提出，纳米颗粒的行为与由于纳米颗粒的横截面区域的差异引起的流体阻力功能有关，并且发现二维材料的氧化石墨烯更可能沉积在指示位置的中心。 2）虚拟电极在界面附近的效果是，通过主动利用debye屏蔽，只能仅限于移动的蛋白质分子运动的一部分，并且可以控制分子在界面的附近局限于界面的附近，这仅限制在其上方的微管上，仅对均可分裂的s shopers sopered soped sopered soped kinine sircted soped kinine ricrout soped kinine ininin ininin ininin ininin ininin ininin ininnin。我们能够进行研究并讨论这些结果，以及我们一直在努力控制人造脂质膜的流动性并可逆地绘制和形成模式的研究结果。