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ナノテクノロジー

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1: 2017/10/15(日) 01:36:41.33 ID:CAP_USER
2017.10.12 THU 16:00
世界初、分子を組み立てられる「分子ロボット」:英大学が開発に成功

マンチェスター大学の研究者チームが世界で始めて、微細なアームで新しい分子を組み立てられる「分子ロボット」を作り出した。医学分野から産業分野まで幅広い応用が期待されているという、そのミクロなロボットの潜在能力とは。

イギリスのマンチェスター大学で開発されたロボットは本当に小さい。150の炭素、水素、酸素、窒素の原子からなり、ロボットアームを形成し、溶液のなかで分子を組み立てるといった単純な作業を、世界で初めて実現したのだ。

これは「分子ロボット」と呼ばれている。専門家たちによると、遠くない未来、医療分野や産業分野において化学プロセスを最適化するために用いられるようになるかもしれない。

1ミリメートルの100万分の1というサイズの小ささを理解するには、こう説明したほうがいいだろう。この分子ロボットが1兆個も集まって、ようやく塩1粒の大きさになるのだ。

このミクロなマシーンの実現をもたらしたプロセスは、レゴブロックでロボットを作ることとそれほど異なるわけではない。ただ、組み立てが化学的なのだ。そして、分子ロボットをプログラミングして機能させるために用いられる原則も、また化学的なものである。

「用いられるプロセスは、単純な化学元素から薬剤やプラスチック素材をつくるために科学者たちが用いるものと同じです」と、『Nature』で発表された研究の責任者、デヴィッド・リーは説明する。「一度ナノロボットが形成されたら、これは化学的なインプットを通じて科学者により制御されます。これはロボットに何をいつするかを伝える信号で、まさにコンピューターのプログラムと同じです」

続きはソースで

▽引用元:WIRED 2017.10.12 THU 16:00
https://wired.jp/2017/10/12/molecule-robot/

▽関連
Nature 549, 374?378 (21 September 2017) doi:10.1038/nature23677
Received 22 May 2017 Accepted 27 July 2017 Published online 20 September 2017
Stereodivergent synthesis with a programmable molecular machine
http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7672/abs/nature23677.html

THE UNIVERSITY OF MANCHESTER
20 September 2017
Scientists create world’s first ‘molecular robot’ capable of building molecules
http://www.manchester.ac.uk/discover/news/scientists-create-worlds-first-molecular-robot-capable-of-building-molecules/
http://content.presspage.com/uploads/1369/1920_molecularrobot-resize2.jpg
ダウンロード


引用元: 【ナノテクノロジー】世界初、分子を組み立てられる「分子ロボット」開発に成功/英マンチェスター大学

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1: 2014/10/12(日) 22:56:21.18 ID:???.net
世界初!ピザ型人工タンパク質の設計・製造に成功しました
―ナノバイオテクノロジー中核部品の設計・製造方法確立に期待―

平成26年10月8日
横浜市立大学研究推進課
理化学研究所ライフサイエンス技術基盤研究センター

~米国科学アカデミー紀要『PNAS』に掲載~
(米国東部標準時間10月6日午後3時00分:日本時間10月7日午前4時00分)

横浜市立大学大学院生命医科学研究科のJeremy R.H.Tame教授と、理化学研究所ライフサイエンス技術基盤研究センターのKam Y.J. Zhang博士、Arnout R.D.Voet博士らの共同研究グループが、コンピューターによる完全回転対称プロペラ型(愛称ピザ型)人工タンパク質設計方法を開発し、設計通りのタンパク質が実際に製造できることを証明しました。

形状がイタリア料理のピザに似ていることから、このタンパク質は「ピザ型」と名付けられました。
製造に成功したピザ型人工タンパク質は、極めて小さく、熱に対する安定性も高いため、ナノバイオテクノロジー分野での応用が期待されています。

本研究成果は、アメリカ合衆国の学術雑誌『PNAS』(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)
(米国科学アカデミー紀要)」(日本時間 平成26年10月7日付)にオンライン掲載されました。

ポイント
○世界発の「完全回転対称型プロペラタンパク質」設計および製造の成功
○ナノバイオテクノロジー中核部品への応用が期待される

研究の内容と成果
生物の進化で「遺伝子重複」が重要な役割を果たした、という学説があります。
タンパク質の設計図である遺伝子がコピーされて増えることで、様々な遺伝子へと変化していったという説ですが、この説に基づいた完全対称型タンパク質の設計や、構造解析による完全対称型タンパク質検索の試みに対しては現在まで成功例がなかったため、
学説は間違っているのではないかという意見もありました。

今回、私たちは「プロペラ型ファミリー」と呼ばれるグループに属するタンパク質の人工設計に取り組み、完全回転対称プロペラ型人工タンパク質を設計し、世界で初めてそのタンパク質の製造に成功しました。
設計方法の基本アイディアに「遺伝子重複説」を取り入れました。現在知られている類似タンパク質の遺伝子群は、同一の先祖タンパク質遺伝子が重複、変化してできたものである、という仮説に基づき、先祖タンパク質遺伝子をコンピューターによって予想しました。

この先祖タンパク質は、6個の同一タンパク質が自己組織化により合体して、6回回転対称形状を持ち、非常に安定であると予想されました。
この遺伝子を人工的に化学合成し、タンパク質を製造したところ、予想通りの形状を持つことを明らかにしました。

図1 ピザ型人工タンパク質の構造
ピザ型人工タンパク質のリボンモデル図です。
6個の同一部品が自己組織化により合体して、完全6回回転対称型構造になりました。
左下の「1nm」は、1ナノメートルの大きさ(1ミリメートルの1,000,000分の1)を示しています。
http://www.yokohama-cu.ac.jp/univ/pr/press/images/141008tame_1.jpg
(引用ここまで 全文は記事引用元でご覧ください)
___________

▽記事引用元
http://www.yokohama-cu.ac.jp/univ/pr/press/141008_res.html
横浜市立大学(http://www.yokohama-cu.ac.jp/index.html) 平成26年10月8日

記者発表資料
http://www.yokohama-cu.ac.jp/univ/pr/press/pdf/141008_res.pdf

引用元: 【構造生物学】世界初!ピザ型人工タンパク質の設計・製造に成功しました/横浜市立大 理化学研究所

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1: 2014/09/04(木) 04:09:03.07 ID:???0.net
2014年9月3日(水)

ナノテクノロジー(超微細)分野の研究で世界的な業績を上げた国内研究者をたたえる第11回江崎玲於奈賞の選考会が2日、つくば市竹園のつくば国際会議場で開かれ、量子コンピューターの実用化へ先鞭(せんべん)をつけた理化学研究所研究チームリーダーの蔡(さい)兆申氏(62)と東京大先端科学技術研究センターの中村泰信教授(46)に決定した。授賞式は11月中旬、つくば市で開かれ、副賞1千万円が贈られる。

同賞は県科学技術振興財団と県の主催。選考委員はノーベル賞受賞者の江崎玲於奈、小柴昌俊、白川英樹、野依良治、小林誠の各氏と、元宇宙飛行士の毛利衛氏ら9人。

蔡氏と中村氏の共同研究は、超電導を使った量子力学の分野で、固体量子コンピューターを実現するための基礎を築いた。従来のコンピューターと比べて、超高速の並列計算を可能とする。

>>2014/09/04時点で一般公開が確認出来た記事の一部を引用しました、全文は元サイトでどうぞ
茨城新聞 http://ibarakinews.jp/news/newsdetail.php?f_jun=14096663859518

引用元: 【科学】 量子コンピューターの実用化へ先鞭、理研チームリーダーの蔡兆申氏と東大教授の中村泰信教授に江崎賞 [茨城新聞]

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1: 白夜φ ★ 2014/01/27(月) 00:17:26.36 ID:???

2014.1.23 THU
ネコに学んだ高感度の触覚センサー「電子ヒゲ」

ローレンス・バークリー研究所等のナノテクノロジー研究チームが、ネコのヒゲのように機能する高感度の触覚センサーを開発した。
ロボットが周囲の環境を「感じ取れる」よう活用できる可能性がある。

この細いセンサーは、アスペクト比(長さと直径の比)が高い(剛性や強度が高い)弾性繊維に、カーボンナノチューブと銀微粒子の複合膜が塗られている。
銀の微粒子は、機械的歪みにセンサーが反応できるようにするもので、ナノチューブは、たわませることのできる導電ネットワークを形成する。
このようにしてできた「電子ヒゲ」は、テーブルの上に紙幣を置いたくらいの圧力を感じ取ることができる。

1月20日付けで『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』に掲載された論文(PDF)の主執筆者であるアリ・ジャヴェイは、「テストにおいてこれらのヒゲは、これまで報告されている静電容量型圧力センサーおよび抵抗型圧力センサーと比べて10倍の感度があった」と述べている。

ジャヴェイ氏のチームは以前から、ロボットの手足に使える人工の「電子皮膚」など、生物を模倣するバイオミミクリ(biomimcry)に基づいた、感覚を持つ柔軟な素材の開発を行っている。

ジャヴェイ氏によると、この電子ヒゲはさまざまな「双方向性システム」に組み込むことが容易だという。
同氏のチームは今回、概念実証として、気流の2Dと3Dのマッピングにこれを用いた。

この技術をロボットに活用すれば、近くの物を感知して周囲を正確にマッピングできる、空間を認識するロボットにつながるかもしれない。
ほかに、電子ヒゲが可能にする用途として提案されているのはウェアラブル技術だ。
残念ながらネコのヒゲのように顔に貼るわけではないが、心拍や脈拍を測定するセンサーとして利用する。

a08c5853.jpg

▽記事引用元 WIRED 2014.1.23 THU配信記事
http://wired.jp/2014/01/23/robotic-cat-whiskers/

▽関連リンク
・PNAS
Highly sensitive electronic whiskers based on patterned carbon nanotube and silver nanoparticle composite films
http://www.pnas.org/content/early/2014/01/15/1317920111.abstract
・Lawrence Berkeley National Laboratory
Highly sensitive electronic whiskers based on
patterned carbon nanotube and silver nanoparticle
composite films(pdf)
http://nano.eecs.berkeley.edu/publications/PNAS_2014_E-whiskers.pdf



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1: 伊勢うどんφ ★ 2013/12/24(火) 21:28:42.60 ID:???

 産業技術総合研究所は、新世代の太陽電池として注目される「有機太陽電池」に関して、太陽光を電気に変換する割合である「光電変換効率」(以下、変換効率)の理論的な限界をシミュレーションし、約21%と算出した。

有機太陽電池の変換効率の理論限界の検討は、産総研の太陽光発電工学研究センターを中心に、環境・エネルギー、計測・計量標準、ナノテクノロジー・材料・製造の各分野の研究員が連携し、各分野の研究員からなる有機太陽電池限界効率検討会にて取り組んできた。
今回、理論的に計算された限界値・約21 %は、現状の効率である10~12 %より十分高く、今後、材料の選択や改良、構造の最適化によって変換効率のさらなる向上が期待できることを示しているという。

 現在主流の結晶シリコン型太陽電池など無機太陽電池の変換効率の理論限界は知られていた。
これをもとに、無機太陽電池と有機太陽電池の、光を吸収した後に電気を生み出す機構の違いを考慮に入れて、有機太陽電池の変換効率の理論的限界を算出した。この成果は、有機太陽電池の変換効率は「どこまで向上できるか」という研究開発の指針となることが期待されるという。
今回の成果は、米国応用物理学会誌Applied Physics Lettersのオンライン版で近く公開される。

 有機太陽電池は有機材料特有の軽量で薄く柔らかい特性を持っているために、これまで結晶シリコン型太陽光パネルを設置しにくかった場所や用途での設置を可能にする新世代の太陽電池として期待されている。
ただ、結晶シリコン型に比べ、変換効率や耐久性の向上が技術課題であった。しかし、近年、変換効率は急速に向上しており、アモルファス(非晶質)シリコン太陽電池並みの10 %を超える変換効率が報告されている。

このため、有機太陽電池の変換効率は「どこまで向上できるのか」という点に関心が集まっている。
無機半導体の太陽電池については、ShockleyとQueisserにより1961年に変換効率の理論的な限界として約30 %が示されたが、近年、実際の効率がこの値に近づき、無機太陽電池の最近の研究開発は、多接合型や集光型など、ShockleyとQueisserの理論では考慮されていなかった機構を導入することで、効率を向上させる方向に進んでいる。
一方、有機太陽電池の変換効率も急伸し、「どこまで向上できるのか」という指針が必要なレベルに達しており、ShockleyとQueisserの理論のような限界効率を求めることが望まれていた。

79772f4f.jpg

2013/12/22 01:20 Tech-On!
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20131222/324220/

プレスリリース
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20131220/pr20131220.html

Applied Physics Letters
Detailed balance limit of power conversion efficiency for organic photovoltaics
http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/103/25/10.1063/1.4852676



【物理】有機太陽電池の変換効率の理論限界を約21%と算出/産総研の続きを読む

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1: 伊勢うどんφ ★ 2013/11/27(水) 00:42:29.55 ID:???

 ナノテクノロジー(超微細技術)の分野で優れた業績を上げた研究者を表彰する「江崎玲於奈賞」(茨城県科学技術振興財団など主催)の10周年記念となる授賞式が26日、茨城県つくば市内で行われ、今年の受賞者の北川進・京都大教授(62)に、江崎玲於奈・同財団理事長から賞状と副賞1000万円が手渡された。

 北川教授は、ガスをためる微小な穴が開いた「多孔性材料」で、革新的な素材を開発した。10周年にあたり、江崎理事長は「この分野は革新的な成果が生まれている分野。
今後も賞を通じ、日本の科学技術の発展に寄与したい」と語った。

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(2013年11月26日20時05分 読売新聞)
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20131126-OYT1T01054.htm



【受賞】「江崎玲於奈賞」授賞式、北川・京大教授に賞状の続きを読む
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