外部環境に応じて物質輸送と物質破壊を切り替える自律型分子マシン集団の設計と構築

设计和构建自主分子机器群,根据外部环境在材料运输和材料破坏之间切换

基本信息

  • 批准号:
    15J11385
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2015-04-24 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度は,昨年度に開発した遠心デバイスを利用した複雑形状マイクロゲル粒子作製法を発展させ,白金の過酸化水素水に対する触媒反応を利用して自律運動する複雑形状マイクロゲル粒子の構築とその解析に取り組んだ.この方法で作製された白金を含む複雑形状マイクロゲル粒子は,過酸化水素水溶液中で酸素の気泡を発生させながら推進する様子が観察された.さらに本研究では,複雑形状マイクロゲル粒子の運動に関する数理モデルを構築し,それに基づいてシミュレーションした結果と実験結果との比較を行った.ここで構築した数理モデルは駆動力の揺らぎに着目したモデルである.このシミュレーションの結果,特に白金部位を二つ有するプロペラ型マイクロゲル粒子に非対称な駆動力の揺らぎを加えた場合,非自明な自律的円運動を示すことがわかった.この非自明な円運動は,前述の実験でも同様に観察された.この成果は,査読ありの学術雑誌に掲載された.H28年度では,前述のような自律運動システムを集団系に拡張するための基礎科学的な研究として,自律運動するマイクロ粒子集団が示す集団運動の解析とその数理モデルの構築にも取り組んだ.本研究では,マイクロパターン電極上にマイクロ粒子分散液を満たした後,電極間に直流電圧を印加し,粒子の運動を観察した.粒子密度が低い領域では,粒子それぞれが自律的に運動する様子が確認されたものの,その運動に方向性はみられなかった.一方,粒子密度が高い領域では,マイクロ粒子が集団を形成することで方向性のある集団運動が生じることがわかった.現在,この集団運動の数理モデルの構築に取り組んでいる.本成果は,集団自律運動の基礎科学的な知見として,集団として機能する群マイクロマシンの構築だけでなく,物質を自律的に輸送するシステムの構築,非線形・非平衡科学関連する現象の解明など,多くの分野で役立つと期待できる.
は this year, yesterday's annual に open 発 し た telecentric デ バ イ ス を using し た complex shape 雑 マ イ ク ロ ゲ ル particle method for を 発 exhibition さ せ, water, water acidification passes platinum の に す seaborne る catalyst against 応 を using し て exercise self-discipline す る complex shape 雑 マ イ ク ロ ゲ ル particle の build と そ の parsing に group take り ん だ. こ の way で cropping さ れ を contain む た platinum complex shape 雑 マ イ ク ロ ゲ ル は particles, acidification passes の で acid in aqueous solution, water element 気 bubble を 発 raw さ せ な が ら propulsion す る others child が 観 examine さ れ た. さ ら に this study で は, complex shape 雑 マ イ ク ロ ゲ ル particles moving の に masato す る mathematical モ デ ル を build し そ れ に base づ い て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン し と た results be 験 results と の is line を っ た. Youdaoplaceholder0 で construct た mathematics and physics モデ た 駆 駆 駆 dynamic <s:1> らぎに focus on らぎに たモデ である である である. こ の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results, especially に platinum parts を two つ have す る プ ロ ペ ラ type マ イ ク ロ ゲ ル particle に non said seaborne な 駆 power の 揺 ら ぎ を plus え た occasions, not self-evident な を has drifted back towards &yen; movement of self-discipline and shown す こ と が わ か っ た. <s:1> non-self-evident な yen motion な, the aforementioned で empirical で is similar to に観 observation された. The <s:1> results can be found in the 読あ 雑 academic 雑 journal に and published in された. H28 annual で は, の よ う な exercise self-discipline シ ス テ ム を set 団 department に company, zhang す る た め の な of basic science research と し て, self-discipline movement す る マ イ ク ロ particle sets 団 が 団 す set in motion の parsing と そ の mathematical モ デ ル の build に も group take り ん だ. This study で は, マ イ ク ロ パ タ ー ン electrode に マ イ ク ロ particle dispersion を against た し た, electrodes に dc 圧 を Inca し, particle の movement を 観 examine し た. Low particle density が い field で は, particle そ れ ぞ れ が self-discipline に movement す る others child が confirm さ れ た も の の, そ の movement に directional は み ら れ な か っ た. High side, the particle density が い field で は, マ イ ク ロ particle が set 団 を form す る こ と で directional の あ る set 団 sports が じ る こ と が わ か っ た. Now, the motion of the <s:1> group motion <s:1> mathematics モデ モデ <s:1> construct に taking the group んで る る. This achievement は, sets 団 exercise self-discipline の な knowledge of basic science と し て, set 団 と し て function す る group マ イ ク ロ マ シ ン の build だ け で な く, material を self-discipline に conveying す る シ ス テ ム の constructs, nonlinear, non equilibrium science masato even す る phenomenon の interpret な ど, more く の eset で servants made つ と expect で き る.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
動的自己組織化:定常電場によるマイクロ粒子の自発的な集団輸送
动态自组装:稳定电场下微粒的自发集体传输
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    早川雅之;岸野友輔;瀧ノ上正浩
  • 通讯作者:
    瀧ノ上正浩
鋸歯型電場によるマイクロ粒子の輸送
锯齿电场输送微粒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    早川雅之;岸野友輔;瀧ノ上正浩
  • 通讯作者:
    瀧ノ上正浩
DNA分子デザインのすべて
关于 DNA 分子设计
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
ラチェット電場により引き起こされるマイクロビーズの集団運動
棘轮电场诱导微珠的集体运动
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    早川雅之;岸野友輔;瀧ノ上正浩
  • 通讯作者:
    瀧ノ上正浩
Directional Collective Motion of Microparticles Driven by Sawtooth-Shaped Electric Field
锯齿状电场驱动微粒的定向集体运动
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Masayuki Hayakawa;Masahiro Takinoue,
  • 通讯作者:
    Masahiro Takinoue,
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早川 雅之其他文献

電場に駆動される自発遊泳ゲル
电场驱动的自发游泳凝胶
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    永井 健;早川 雅之;瀧ノ上 正浩
  • 通讯作者:
    瀧ノ上 正浩
IgG型冷式抗体による自己免疫性溶血性貧血を疑った1症例
IgG冷抗体疑似自身免疫性溶血性贫血1例
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    名倉 豊;曽根 伸治;中村 潤子;早川 雅之;會田 砂良;川端 みちる;澤田 良子;廣瀬 有香;奥谷 美紅;上原 茅紘;三谷 友一;樋渡 光輝;滝田 順子;山崎 翔;石井 一彦;池田 敏之;岡崎 仁
  • 通讯作者:
    岡崎 仁
Manipulation of microparticles with electric fields modulated by surfactant as molecule-electrode interface
用表面活性剂调制的电场作为分子-电极界面操纵微粒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    MASUKAWA K. Marcos;早川 雅之;瀧ノ上 正浩
  • 通讯作者:
    瀧ノ上 正浩

早川 雅之的其他文献

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細胞運動の左右非対称性に起因した左右非対称な多細胞構造の形成
由于细胞运动左右不对称而形成不对称多细胞结构
  • 批准号:
    19K12770
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
細胞性粘菌が示す集団運動の自発的な方向の非対称化、及びそれを用いた非対称構造形成
盘基网柄菌表现出的自发不对称集体运动方向以及利用它形成不对称结构
  • 批准号:
    17J05667
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

相似海外基金

マイクロマシンを用いた腸内での細胞パターニングと炎症性腸疾患治療への応用
使用微型机器进行肠道细胞模式及其在炎症性肠病治疗中的应用
  • 批准号:
    23K25219
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
マイクロマシンの非平衡形状ゆらぎと推進機構
微机械的非平衡形状涨落与推进机制
  • 批准号:
    22KJ1640
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Creation of active Biomimetic interfaces by hands-free origami using photo-reversible phase transformation polymers
使用光可逆相变聚合物通过免提折纸创建活性仿生界面
  • 批准号:
    22K18938
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
マイクロマシンを用いた腸内での細胞パターニングと炎症性腸疾患治療への応用
使用微型机器进行肠道细胞模式及其在炎症性肠病治疗中的应用
  • 批准号:
    22H03965
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Challenge of Steering Control of Biomedical Microrobot Having Self-Propulsion Mechanism
具有自推进机构的生物医学微型机器人转向控制的挑战
  • 批准号:
    21K18696
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
任意の温度分布を持つ壁面間のマイクロ潤滑モデルの分子論的研究
任意温度分布壁间微润滑模型的分子研究
  • 批准号:
    21K03877
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
超軽量・広視野・高角度分解能望遠鏡による大質量星形成領域の広がったX線放射の解明
使用超轻、宽视场和高角分辨率望远镜阐明大质量恒星形成区域广泛的 X 射线发射
  • 批准号:
    21J12023
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
特殊金属/合金マイクロマシンの創成
创建特殊金属/合金微型机械
  • 批准号:
    21K18870
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
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Single-cell-level Neural Circuit Engineering for BioAI Technology
BioAI 技术的单细胞级神经回路工程
  • 批准号:
    20H04277
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Developments of basic technologies for realizing in vivo micro-machines
体内微机械实现基础技术进展
  • 批准号:
    20K21130
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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知道了