ケムステニュース2004年～2005年3月: ナノテクノロジーアーカイブ

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ナノテクノロジーの最近のブログ記事

ナノ粒子で疾病の発生を容易に追跡

蛍光を発するナノ粒子間の物理的特性変化を利用して蛋白質間の相互作用を分析する技術が韓国の研究グループによって世界で初めて開発された。疾病治療剤を突き止めるのに寄与する見通し。

KAIST(韓国科学技術院)生命科学科キム・ハクソン教授とオ・ウンギュ(博士課程)氏の研究グループは、互いに異る色相の蛍光を発する二つのナノ粒子が10ナノメートル以内に近づくと各自の蛍光スペクトラムが変わる現象であるFRET(蛍光共鳴エネルギー転移)方式を利用、蛋白質の相互作用を分析するシステムを開発したと2月22日に発表した。

キム教授らが開発した技術は互いに異るナノ粒子の物理的特性変化を利用して疾病治療剤を探し出すのに役立つという。(引用：おはよう大徳)

蛍光共鳴エネルギー転移（fluorescence resonance energy transfer；FRET）を利用しているそうですね。２つの蛋白質が結合することでその蛍光を発するのナノ粒子の間にエネルギー伝達が起こり、蛍光色が消える。ここにある物質を添加した際、消えた蛍光色が再び現れればその物質が二つの蛋白質を離れさせたと見ることができるそうだ。（J.Am.Chem.Soc, 2005. ASAP)

金ナノ粒子　ビオチンアビジン法　デンドリマー

2005年2月23日ブレビコミン | 個別ページ | コメント(0) | トラックバック(0)

カーボンナノペーパー開発信州大、ナノテク新素材

ナノテク素材として注目される極細の筒状炭素物質カーボンナノチューブが二重になった「２層カーボンナノチューブ」を、薄いシート状の「カーボンナノペーパー」に加工する技術を遠藤守信信州大教授とメキシコ、米国の共同チームが開発、３日付の英科学誌ネイチャーに発表した。

　２層カーボンナノチューブは直径１―２ナノメートル（１ナノは１００万分の１ミリ）のチューブ内にもう１つチューブが入った構造で、できたナノペーパーは直径約３センチの円形で厚さ約０．２ミリ。

　省エネ型液晶ディスプレーの素材などとして実用化が期待されているが、高純度で作ることが難しかった。遠藤教授は「量産化の方法も検討したい」と話している。

　チームはまず、鉄を触媒にしてカーボンナノチューブを合成する際、モリブデンを補助的な触媒として使い、単層のナノチューブと２層ナノチューブの混合物を作った。（引用：共同通信）

２層カーボンナノチューブ（Double-walled carbon nanotubes、DWNTs)。有機化合物ではないのですが、合成屋さんとしてはどのように作っているかちょっと気になります。そこでNatureの実験項見てみました。

酸化アルミニウムの粉と5wt%のモリブテン触媒（H₂₄Mo₇N₆O₂₄.4H₂O、Trost酸化と同じだ。）のエタノール溶液を超音波にかけて１00-110℃で減圧留去。乳棒つかって粉にしてアンモニウム鉄のクエン酸塩（Ammonium ferric citrate）と酸化マグネシウムを用意して、反応炉で875℃反応させる。そのときFe/MgO（ナノチューブ触媒）は真ん中において、Mo/Al2O3(今回の触媒)は手前においておく。そこに炭化水素を１０分間流す。(CH4+Ar mixture, 1:1)。室温に戻したら出来上がりというわけですか。ふむふむ。あんまり想像できないですね。

金大大学院、ナノ微粒子開発　医薬品や塗料などに応用も

米粒の十万分の一という極微小なハチの巣型ナノ微粒子の開発に、金大大学院自然科学研究科・工学部の高分子化学研究グループが成功し、特許を出願した。これまで合成が困難とされた大きさの微粒子で、医薬品や塗料などに応用できる。

　開発したのは修士課程二年の尾関夏紀さん＝富山県大山町出身＝で、小西玄一助手、中本義章教授が指導した。「フェニレンメチレン」と呼ばれる核の周囲に、細胞やＤＮＡ、金属などと相性の良い高分子が覆う球状の微粒子で、壊れにくく、熱に強い性質を持っている。大きさは五十ナノメートル前後。安く大量に作れることを確認している。

　これまでにないプラスチックの強化剤や、接着剤、塗料、化粧品に応用できるほか、ウイルスと同じ大きさのため、人工ウイルスを作成して、がんやインフルエンザの医薬品を創成したり、診断キットの材料になる可能性があるという。（引用：北国新聞）

フェニレンメチレンですから図のようなポリマーでしょうか？話は変わりますがこの北国新聞、大学の研究に関しての記事が多いですね。地元の大学の研究をよく紹介しています。

2005年1月20日ブレビコミン | 個別ページ | コメント(0) | トラックバック(0)

炭素ボールに穴、水素入れ閉じ込め　「分子手術」成功

炭素原子６０個がサッカーボール状につながった分子「フラーレン」に穴を開け、中に水素分子を入れ、穴を元通り閉じることに、京都大化学研究所の小松紘一教授らが世界で初めて成功した。狙い通りに段階を踏んで化学反応を進める「分子手術」と呼ばれる手法で、ナノテクの基盤技術として役立ちそうだ。１４日付の米科学誌「サイエンス」で発表する。

　フラーレンは直径約１ナノメートル（ナノは１０億分の１）で、代表的なナノテク素材のひとつ。特に内部に金属原子などを閉じこめたフラーレンは、独特の性質を示し、半導体材料や医療用試薬などへの応用が期待されている。ただ、これまで原子や分子を効率よく閉じ込める方法がなかった。

　小松さんらはまず、３段階の化学反応でフラーレンに１３角形の穴を開けて、かご状にした。この「かご」を高温高圧の水素タンクに入れると、水素分子が中に入った。３段階の化学反応で穴を８角形に狭め、最後に真空中で加熱して穴を完全に閉じて「水素入りフラーレン」を完成させた。小松さんは「次は金属を入れたい」と話している。（引用：朝日新聞）（図出典：サイエンス）

フラーレン水素２

面白いですね。もうちょっと合成的に簡単に話しますと2のかご型フラーレンを作った後にSをm-CPBAで酸化してスルホンとします。次に光反応でSをとばして、四塩化チタンと亜鉛でマクマリーカップリングをして環を縮小させ最後に熱して、フェニル基と 2-pyridyl基を飛ばしてつまりふたを閉めて完了というところですか。

収率は４段階で22%ですが、今まではこのような例はあったものの0.1%以下でしたのでそれまでにくらべれば非常に良い方法といえます。もう少し改良すれば、金属入りフラーレンも大量合成できるのではないでしょうか。

ＮＩＣＴ、非揮発性分子を高真空中に分子ビームとして取り出す手法を開発

世界に先駆けて非揮発性分子を高真空中に分子ビームとして取り出す手法（スプレー・ジェット法）を開発

　独立行政法人情報通信研究機構（以下、ＮＩＣＴ。理事長：　長尾　真）は、非揮発性分子をその溶液から、高真空中に分子ビームとして取り出す画期的な手法（スプレー・ジェット法）を開発しました。本手法は非揮発性分子の高真空中での分光、分子堆積、表面分析等様々な応用が産業界から期待され、非揮発性分子の評価や非揮発性の機能性分子を用いた分子素子作製における基盤技術の一つになる可能性を持っています。 (引用：　日本経済新聞)

半導体などの小型化が進んでいます。さらにナノレベル、分子レベルで扱える道具が必要です。つまり分子レベルで扱える道具は分子になります。

分子積み木による新規ゼオライト合成に成功、産総研

産業技術総合研究所（吉川弘之理事長）東北センターメンブレン科学研究ラボは、独自合成した層状のケイ酸塩を利用して、全く新しい構造をもつ高シリカなゼオライト『ＣＤＳ－１』の開発に成功した。シリケート骨格を積み木細工的に縮合させる簡単な仕組みで、新しい構造を創製。８００度Ｃ以上の耐熱性があり、耐薬品性にも優れるなど分離・吸着剤、触媒など化学反応場の材料、建築材料など産業ニーズに応じた用途が広がると期待されている。（引用：braina.com）

三菱商事ナノテク子会社と阪大院、水に濡れるフラーレンを共同開発

三菱商事のナノテク子会社であるビタミンC60バイオリサーチ（東京都千代田区）と大阪大学大学院は共同で、60個の炭素原子がサッカーボール状に結合したフラーレンの炭素原子に水酸基（OH-）を多数修飾することで水溶性になったスーパーポリ水酸化フラーレンの開発に成功した。阪大大学院工学研究科物質化学専攻の大島巧教授の研究グループとの共同研究の成果である。工学研究科内に設けられた産学連携機関の阪大フロンティア研究機構（阪大FRC）を通しての共同研究である。

このスーパーポリ水酸化フラーレンは、人体に有害な活性酸素を効率的に消去することも見出している。活性酸素を抑えるポリフェノールに似た分子構造があると推論されている。今後、ビタミンC60バイオリサーチはスーパーポリ水酸化フラーレンの化粧品成分機能を評価し、製品化する。化学工学向けの用途開発も進める計画。(引用: nikkeibp.jp)

どうやってやったんだろう？すごいですね。フラーレンにDiels-Aｌder反応やっている例などもよく見られるが、フラーレンを装飾することはどんな意味があるのだろうか？

今すぐは応用できないかもしれないが、このような分子を利用する場は多くでてくることでしょう。それ以上に夢がありますね。超分子の分野はその応用というだけでなく、聞いていても面白い。穴あきフラーレンとか、座布団分子、さいころ分子など。関連リンクに非常に参考になるページを入れておきます。ちょっと短いですが疲れたのでまた今度。

関連リンク

■☆フラーレンと超分子

「超分子化学」(Supramolecular chemistry)という分野があります。正確な定義はかなり難しいのですが、まあ筆者流に噛み砕いて言ってしまえば「いくつかの分子やイオンが組み合わさることによって発揮される、ひとつの分子では見られないような面白い機能を研究する分野」ということになります・・・

■フラーレン（Chem-Stattion 学習）

関連書籍

■ハイテク・ダイヤモンド―半導体ダイヤからフラーレンまで

ダイヤモンドを筆頭に、同じ炭素からなる物質が、新材料として続々登場している。カーボン・ファミリーと称されるこれらの新物質が、エレクトロニクスの新時代を切り拓く──。

■高温超伝導とフラーレンの科学―理解はここまで進んだ

理工系の分野に大きなインパクトを与えた「超伝導」と「フラーレン」について、大学等研究機関で行われている研究内容を分かりやすく解説したシンポジウムの内容をまとめる。

■炭素第三の同素体フラーレンの化学

85年にKrotoらによって発見された、フラーレンの「化学反応性」と「機能発現」という二大テーマを中心にすえ、現役の国内フラーレン研究者からの生々しいニュースを、読みやすい形でまとめています。

2004年10月14日ブレビコミン | 個別ページ | コメント(0) | トラックバック(0)

ナノってなんて素敵ナノ

進化するナノテクノロジー

　日本化学繊維協会の山崎義一大阪事務所長・技術グループ長主幹は９月３０日、「ナノテクノロジーと繊維技術」について講演した。現在、世界のナノテク市場は推計で３４００億円。１０年には１３・５兆円。それ以降さらに１３５兆円市場になると予想され、繊維業界でもナノ技術を駆使することで新しい可能性が広がりそうだ。

　米国におけるナノテクノロジーの定義は「縦・横・高さのうち１辺が少なくとも１００ナノメートル程度、もしくはそれ以下の物質の構造と機能を制御する技術」としている。

（引用：　繊維ニュース）

ナノテクノロジーの定義ってこういうことなんですね。ナノナノっていろんな製品がでてますよね。例えば、ナノテクシャツはしわになりにくい、ナノテク靴下は足の匂いがつかないといった製品。もっと言えば、具体的に商品を紹介してみます。

痛み、浮腫みに！スッキリ快適！ナノテク加工（チタン＆トルマリン）ひざ用薄手サポーター（1枚）

ナノテク加工ってなんだろう？きめ細かい加工のことかな？

うーむ。ナノテクノロジーのパワーか。粒子が細かいので汚れが落ちやすいのかな？

【スペシャルセール1001】　満腹系ダイエット！『BOWS宇宙食』ナノテク超微粒子昆布でダイエット！

・・・ここまでいくとちょっと。

実際にナノテクが使われているものは、ナノテク！ナノテク！いっていないんじゃないかと思う。一時期はやったマイナスイオンと同じようなものです。効果があるかないかわかりません。昔、意地悪く電気屋さんで「マイナスイオンのこれってどんな効果があるんですか？」ときいたことがあって「マイナスイオンがでてるから体にいいんです！」と自信をもって答えてました。「じゃマイナスイオンって何？」と聞いたら、答えることはできませんでしたが。せっかくの技術を安売りするような言葉の乱用は控えてほしいものですね。実際のナノテクノロジーに関する研究に関しては文科省のサイトのこちらへ→ nanonet

ちなみに分子レベルでものを扱っている合成屋さんにとってはナノテクノロジーもまだまだ”大きい”のでしょうか。

関連書籍

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