Wrinkle nanolithography for the bottom-up fabrication of DNA nanowire arrays

用于自下而上制造 DNA 纳米线阵列的皱纹纳米光刻

基本信息

批准号：
22K18753
负责人：
永島壮
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18753/
关键词：
表面不安定リンクル薄膜 DNA ナノワイヤナノワイヤー毛管架橋

项目摘要

本研究の目的は，DNAの一次元構造体「DNAナノワイヤ」の生成と空間配置を制御する基盤技術を開発することである。具体的には，硬質薄膜と軟質基板から成る固体材料の表面不安定現象により形成する凹凸パターン「リンクル」を活用し，DNA溶液からDNAの一次元自己組織化を誘導する手法を確立することを目的とする。本年度の研究実績は，以下の通りである。当初使用を予定していた硬質薄膜合成装置が故障したため，代替成膜装置の検討とリンクル形成条件の探索に取り組んだ。具体的には，プラズマ化学気相蒸着装置により合成される非晶質炭素薄膜の使用を計画していたが，マグネトロンスパッタ装置により作製した金ナノ薄膜を用いることとした。その結果，エラストマー基板表面にマイクロスケールのリンクルを作製することに成功した。特に，成膜時にチャンバー内にエラストマー基板を傾斜して設置する傾斜スパッタ法を採用することにより，従来のリンクル作製において不可欠であった基板のプレストレッチならびにそれに伴う引張圧縮装置への基板の装着を必要とせずに，直線状のリンクル（ストライプ）からジグザグ状のリンクル（ラビリンスやヘリンボーン）まで，所望の寸法と形状を有したリンクルを獲得できることを明らかにした。次年度以降の研究推進に不可欠なリンクル形成方法およびリンクルを作製する新規技術の開発に繋がる知見を獲得した。これらの研究成果をまとめた原著論文を次年度以降に発表すべく準備を進めている。

这项研究的目的是开发一种基本技术，该技术控制DNA纳米线（一维DNA结构）的产生和空间排列。具体而言，目的是建立一种通过利用由硬薄膜和柔软底物制成的固体材料形成的不平稳性的“皱纹”，通过利用不平稳的“皱纹”来诱导DNA溶液的一维自组装的方法。今年的研究结果如下：最初计划使用的硬薄膜合成装置，因此我们研究了替代胶片沉积设备，并探索了形成皱纹的条件。具体而言，尽管该公司计划使用由等离子体化学蒸汽沉积设备合成的无定形碳薄膜，但决定使用由木nano溅射装置制成的金纳米薄膜。结果，在弹性体底物的表面成功制造了微观皱纹。 In particular, by employing an inclined sputtering method in which the elastomer substrate is placed in the chamber at an inclined position during film formation, it has been revealed that wrinkles of the desired dimensions and shapes can be obtained, from linear wrinkles (stripes) to zigzag wrinkles (labyrinths and herringbones), without the need for prestretching the substrate and the attachment of the substrate to the张力压缩装置，这对于常规皱纹产生至关重要。我们已经获得了知识，这将导致开发皱纹形成方法和创建皱纹的新技术，这对于在下一个财政年度及以后促进研究至关重要。我们目前正在准备在下一个财政年度及以后发表原始论文，总结了这些研究结果。