非溶液下で流動特性を示す超分子型ダイナミックナノデバイスの創製とその応用

在非溶液中表现出流动特性的超分子动态纳米器件的创建及其应用

基本信息

批准号：
19810026
负责人：
田丸俊一
金额：
$ 1.99万
依托单位：
Sojo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19810026/
关键词：
超分子化学ナノデバイスダイナミクスイオン液体ナノマシン

项目摘要

ナノスケールの限定された空間・経路において、高度に制御された物質の移動・輸送を可能にするナノデバイスの創製は、特にナノマシン開発やそれらを組み合わせたナノシステムの構築に大きく寄与する事は疑いない。よって、こうしたナノ材料の開発研究は高い注目を集めるが、現在のところ、生体内の分子機械であるミオシン・キネシン・微小管をそのまま利用した物質移動システムに関する研究に終始しているのが現状である。本研究では、ナノエレクトロニクス素材やナノマシンなどの開発に対して、より現実的に貢献し得るナノ材料の創製を指向して、有機小分子とイオン液体分子が非共有結合的に組織化した超分子ナノ構造体を用いて、非溶液条件(大気下さらには真空下)で機能する流動性ナノ構造体の創製と、そのナノサイズでの物質輸送システムへの展開を目指して研究を行っている。揮発性の溶媒中にイオン液体分子と有機小分子を共に溶解したのち溶媒を留去すると、最終的にはイオン液体と有機小分子のみが残る。この過程でイオン液体と融合しつつ明確な形態を持つ超分子構造体が形成するものと期待して研究を計画した。超分子を形成する有機小分子は「親イオン液体部」と「親揮発性溶媒部」および「リンカー部」と言うモジュールで構成されるよう設計した。それぞれに対して数種類のモジュールを準備しこれらを組み合わせ的に連結することで、目標とする有機小分子のスモールライブラリを作成した。これらの有機小分子について、さまざまなイオン液体と揮発性有機溶媒の混合溶媒系での自己組織化能を検討した。その結果、「有機溶媒とイオン液体の混和性」・「有機小分子の有機溶媒への溶解性」および「有機小分子のイオン液体への溶解性」のそれぞれに依存して、異なる形状を持っ超分子型複合体の形成が確認された。

毫无疑问，创造能够在有限的纳米尺度空间和路线中高度控制物质运动和运输的纳米装置将极大地促进纳米机器的发展以及将它们结合在一起的纳米系统的构建。因此，此类纳米材料的研究和开发引起了广泛关注，但目前的研究仅限于直接利用生物体中的分子机器的传质系统，例如肌球蛋白、驱动蛋白和微管。在这项研究中，我们的目标是创造能够更现实地为纳米电子材料和纳米机器的发展做出贡献的纳米材料，我们正在利用纳米结构进行研究，旨在创造在非溶液条件下（在大气中甚至在大气中）发挥作用的流体纳米结构。真空下）并将它们开发成纳米级质量传输系统。当离子液体分子和小有机分子一起溶解在挥发性溶剂中并且蒸馏掉溶剂时，仅留下离子液体和小有机分子。我们的研究计划是期望在此过程中，在与离子液体融合的同时形成形状清晰的超分子结构。形成超分子的有机小分子被设计为由称为“母体离子液体部分”、“母体挥发性溶剂部分”和“连接体部分”的模块组成。通过为每种模块准备几种类型并以组合方式连接它们，我们创建了一个目标有机小分子的小型库。我们研究了这些有机小分子在各种离子液体和挥发性有机溶剂的混合溶剂体系中的自组装能力。因此，它们根据“有机溶剂和离子液体的混溶性”、“有机小分子在有机溶剂中的溶解度”和“有机小分子在离子液体中的溶解度”而具有不同的形状。证实了超分子复合物的形成。