化学的エネルギーを運動エネルギーに変換して駆動するマイクロ／ナノモータの構築
-マイクロモータ駆動の外部制御の試み-


研究目的

　我々生命体中には、ATP合成酵素に代表されるナノスケールで物質変換等の機械的仕事を行う様々な分子機構が存在し、高度で複雑な生命現象を支えています。このような、いわゆる天然のナノマシンに匹敵する素子を人工的に構築することができれば、細胞工学や材料工学における有用なツールとなるのみならず、ひいては生命機構のより深い理解につながると期待されます。近年、こうした機能性ナノデバイス創製の試みが盛んになされており、環境中の電気化学ポテンシャルを駆動エネルギーとして、溶液中を「泳ぐ」金／白金（Au/Pt）マイクロモータ(1)はその一例です。
　本研究では、溶液中で駆動する人工マイクロ／ナノモータに様々な機能を付与することで、バイオツールとして用いることのできるマイクロ／ナノデバイスの構築を目指しています。

参考文献
(1) J. Wang, W. Gao, ACS Nano, 6, 5745-5751 (2012)




研究内容

　Au/Ptマイクロモータなどの自己駆動型マイクロ／ナノモータの運動方向は、ブラウン運動により不規則に経時変化してしまうため、その制御法の確立が望まれます。そこで、マイクロフルイディックデバイス内において、交流電気浸透流を生じさせることで、電極パターンに沿ってマイクロモータを運動させるシステムの構築を行いました（図1）。
　本テーマの研究結果はナノおよびマイクロ科学分野の国際学術誌『Small』に2015年8月27日付けでオンライン掲載されました。



図1：デバイス内におけるマイクロモータの運動の模式図