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自己組織化ナノマテリアル
―フロントランナー85人が語るナノテクノロジーの新潮流―
[コードNo.07FTB009]
 
企画: (独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ

■体裁/ B5判・392頁
■発行/ 2007年 2月 20日 (株)フロンティア出版
■定価/ 59,400円(税込価格)

自己組織化ナノマテリアルへの期待
(独)理化学研究所 中央研究所 所長 茅 幸二
 「自己組織化」という自律的な秩序形成過程は、特に生命体においてあまりにも複雑であり、自然の摂理に依存し、我々が恣意的に制御できるものではないとの悲観的見方が最近まであった。20世紀の末になって原子レベルまでの制御を必要とするナノテクノロジーの急速な発展、それにともなうナノデバイスの実用化の可能性が夢ではなくなった現在、ナノサイズからマクロに橋渡しをする手段としての「自己組織化」は解明すべき最重要な問題として浮かびあがってきた。ライフサイエンスにおいてもゲノム解析プロジェクトにより、DNA内の核酸塩基配列とタンパクの関連など生命機能にかかわるいくつかの仕組みが明らかにされつつあるが、さまざまな要素から生命機能が構成される基本的仕組みとしての「自己組織化」の解明への道を探索すべく「システムバイオロジー」あるいは「バイオインフォーマテックス」研究が急速に関心を集めている段階である。
 本書では、ナノサイズの機能物質構成過程としての自己組織化に力点を置いて、0次元から時間を含む4次元までの広範な機能物質創製過程の議論がなされている。従来のボトムアップの物質創製は、もっぱら合成化学者によってなされてきた。機能物質全体を設計するというよりは、その要素である分子の構造そのものの設計がすべてであったといえるが、結果として千万種類をこえる分子が合成され、そのうちの限られたもののみが機能物質として有用とされている事実がある。物質創製のみならず素粒子の集団から、社会そして宇宙にいたるあらゆる集団が、それらを構成する要素の相互作用によって成り立っている以上要素からシステムにいたる過程をデザインすること、それゆえシステム化を演出する要因を解明することが現代社会全般の問題であり「自己組織化」が技術革新のキイテクノロジーであることは疑う余地もない。
 本書にあるデンドリマー、環状ゲルなどは、精密に設計された化学合成によってそれらの集合体が要素から予測した機能をもっているという意味では「化学的自己組織化」とも言うべき分野であり、一分子設計に終始していた合成化学からの脱却であるといえる。これと対極といえるのがDNAを出発点とした機能タンパクの合成であり、林崎、芝そして山下らが、DNAの人工的切り貼りを含む手法で機能タンパクの合成に挑戦している。いわゆる「タンパク工学」といわれる分野であるが生命体が水溶液中で、しかも非平衡状態で行っている精緻を極めた機能発揮にまではいたっていないのが実情である。
 DNAというプログラム化された情報源をいかに解明し、タンパクのみならず分子デバイスなどをバルクにまで持ち込むかが物質科学にもっとも緊急に求められる課題であろう。物質科学、生命科学そして情報科学が連携して取り組むべき領域としての「自己組織化の科学」分野は、黎明期から成熟期へと移行しつつあり、本書は物質科学から眺めた自己組織化の現状を記述しているが、これを契機に生命科学、宇宙あるいは素粒子科学などの先端科学の現状を含む、自己組織化の科学の新しい展望が議論されることが切望される。  (序文より)

本書のねらい
 ナノマテリアル研究における自己組織化技術が重要視されています。原子・分子を一個一個組み上げ、組織や配列を精密に制御するボトムアップ方式のナノテクノロジーにおいては、生命体に見られるような「自己組織化」を上手く活用することが重要だとされています。そもそも「自己組織化」という言葉や概念は、自然科学や社会科学の学術用語としてのみならず、社会一般でも広く用いられているものです。それ故にディシプリンを越えた厳密な定義は難しいように思われますが、自然科学においてその概念の基になっているのはプリゴジンが提唱した散逸構造です。プリゴジンは、物質やエネルギーの絶え間ない出入りがある非平衡開放系で、熱力学的に安定な平衡構造が不安定化することによって自発的に形成された秩序構造を散逸構造と命名し、平衡条件の近傍で形成される自己集合体とは区別したのです。
 一方、我が国のナノテクノロジー研究においては、「自己組織化」と「自己集合」が曖昧に使われているように思われます。例えば、金の表面に有機硫黄化合物が化学吸着して形成されるSelf-Assembled Monolayer (SAM)は「自己組織化単分子膜」と訳されています。分子ナノテクノロジーにおける「自己組織化」とは、概ね、分子や原子が自然に集まって高度な分子組織体を作り上げることと解釈されているようです。水素結合やパイ電子相互作用のような弱い分子間力を巧みに利用することで、テーラーメードな分子集合体が形成されますが、プリゴジンの定義に基づけば、これら分子集合体の多くは平衡近傍の条件下で形成される構造であるので、平衡形の結晶と同様に自己集合にカテゴライズされるべきもののようにも思われます。
 しかし、自己集合と自己組織化の区別、さらにはナノテクノロジーにおける自己組織化の意義や位置づけはいまだに明確であるとは言いがたく、混乱した状況にあります。そもそも、プリゴジン的(もしくは古典的)解釈によって問題は解決するのでしょうか。実は、この混乱は、我が国に限ったことではないように思われます。2003年の京都賞を受賞したG. Whitesides教授はself-assemblyを静的な過程、dynamic self-assemblyを動的な過程ととらえ、assemblyという概念でおよそすべての秩序形成が整理できると考えています。一方、超分子化学の提唱者であるJean-Marie Lehn教授は”Toward complex matter: Supramolecular chemistry and self-organization”と題した総説(Proc.Nat.Acad.Sci., 99,4763(2002))において、分子ナノテクノロジーにおける「自己集合」と「自己組織化」の違いに言及し、分子や超分子が分子情報によって機能を有する組織になることが「自己組織化」であり、DNAによる情報から超分子構造が形成される生物こそが「自己組織化」のお手本であるとしています。その上で、実際に自然界で起こっている非平衡プロセスや散逸構造を取り込んでいくことが、超分子化学の最終的なゴールであると提唱しているのです。
 生物の構造形成は、きわめて階層的であり、また、スケールが大きくなるにつれて新たな機能が発現され、さらにまたその階層構造も複雑になっていきます。鞭毛モーターのように、多種多様な蛋白質分子が弱い分子間相互作用の集積によって自発的に組織化してできた複雑な超分子構造体の形成は、個々の蛋白質の構造があらかじめDNAによってプログラムされているから可能となるのかもしれません。しかし一方で、生物は多様性と個性をも併せ持っており、遺伝情報だけでは決定されない構造もあります。例えば、シマウマや熱帯魚の模様などにみられるチューリングパターンと呼ばれる構造は、遺伝子のみによって完全に記述されるものではないのです。
 非常によくできた「ナノデバイス」(あるいはナノマシン)として生物を捉え、それが設計され構築されるときに、自己集合や自己組織化現象がどのような側面で出現するのかを見ることで、ナノテクノロジーにおける自己組織化、自己集合の役割が見えてくるように思われます。それゆえ本書では、自己組織化を「自己集合」と「散逸構造」を統合した概念として幅広く捉えることにしました。なぜならば、生物は、これら2つの秩序形成の原理をもとに、物質を巧みに使ってボトムアップの自己組織化を行っているからです。ここに革新的な自己組織化材料の設計のためのヒントが隠されています。
 本書は全8章と座談会で構成されています。第1章(総論)は、第2章以下を読み進むためのガイドの役割を担っており、自己集合と散逸構造、プログラム自己組織化の概念、自己組織化研究の方向性および産業展開について概観します。我が国におけるナノマテリアル研究が俯瞰するのが第2〜7章です。ナノマテリアルを次元で整理して章立てとし、各章のなかに有機、無機ならびにバイオマテリアルが偏ることなく記述されるような構成としています。第8章はボトムアップ技術とトップダウン技術の融合領域における自己組織化の役割に焦点を当てています。第2〜8章各節の基本構成は:歴史と現状、自己組織化の意義と位置づけ、自己組織化の役割、将来展望と自己組織化、となっており、最後に編集委員による座談会でこの本の総括としました。
 本書には、ナノマテリアル研究に携わる先導的研究者が考える、ナノマテリアル研究における自己組織化と自己集合の意味と将来展望が述べられています。自己組織化は、経済産業省の技術戦略マップにおいても、重要な課題として位置づけられています。第一線の研究現場では自己組織化がどのように位置づけられているか、その研究は今後どのような方向へと向かうのか、さらにそれらはどのような産業を生み出す可能性を秘めているか −本書はこれらの疑問に答えるとともに、自己組織化ナノマテリアルと自己組織化ナノテクノロジーの新しい潮流形成を促すものになることを期待しています。
2006年12月  編集者を代表して  下村政嗣、山口智彦

監修
国武豊喜北九州市立大学 国際環境工学部 教授・副学長;(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ グループディレクター
編集幹事
下村政嗣北海道大学 電子科学研究所 附属ナノテクノロジー研究センター 教授;(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ 散逸階層構造研究チーム チームリーダー
山口智彦(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 ソフトナノシステム グループ長
編集
居城邦治北海道大学 電子科学研究所 分子認識素子研究分野 教授
亀井信一(株)三菱総合研究所 先端科学研究センター センター長
高野潤一郎合同会社5W1H 代表社員;元・文部科学省科学技術政策研究所 研究員/客員研究官
執筆者一覧(執筆順)
茅幸二(独)理化学研究所 中央研究所 所長
下村政嗣北海道大学 電子科学研究所 附属ナノテクノロジー研究センター 教授;(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ 散逸階層構造研究チーム チームリーダー
山口智彦(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 ソフトナノシステム グループ長
高野潤一郎合同会社5W1H 代表社員;元・文部科学省科学技術政策研究所 研究員/客員研究官
小嶋薫大阪大学 産業科学研究所 川合研究室;(独)科学技術振興機構 CREST 研究員
川合知二大阪大学 産業科学研究所 所長・教授
亀井信一(株)三菱総合研究所 先端科学研究センター センター長
大久保政芳神戸大学 大学院自然科学研究科 分子物質科学専攻 教授
赤木隆美大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻;(独)科学技術振興機構 研究員
明石満大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授
藪浩北海道大学 電子科学研究所 附属ナノテクノロジー研究センター 助手;(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 客員研究員
長澤浩(株)荏原製作所 ライフサイエンス事業部 副参事
小口信行(独)物質・材料研究機構 量子ドットセンター センター長
山口由岐夫東京大学 大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 教授
藤田昌大東京大学 大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 助手
石田敬雄(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 主任研究員
内藤泰久(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 研究員
水谷亘(独)産業技術総合研究所 企画本部 総括企画主幹
原田明大阪大学 大学院理学研究科 高分子科学専攻 教授
篠原久典名古屋大学 大学院理学研究科 物質理学専攻 教授
吉田宏道名古屋大学 大学院理学研究科 物質理学専攻 博士課程
赤木和夫京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻 教授
松下哲士京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻 博士後期課程
藤木道也奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 教授
内藤昌信奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 助手
清水敏美(独)産業技術総合研究所 界面ナノアーキテクトニクス研究センター 研究センター長
君塚信夫九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 教授
中村貴義北海道大学 電子科学研究所 有機電子材料研究分野 教授
居城邦治北海道大学 電子科学研究所 分子認識素子研究分野 教授
松本睦良東京理科大学 基礎工学部 材料工学科 教授
宮下徳治東北大学 多元物質科学研究所 多元ナノ材料研究センター センター長・教授
三ツ石方也東北大学 多元物質科学研究所 多元ナノ材料研究センター 助教授
秋吉一成東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授
国武豊喜北九州市立大学 国際環境工学部 教授・副学長;(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ グループディレクター
飯村兼一宇都宮大学 工学部 応用化学科 助教授
加藤貞二宇都宮大学 工学部 応用化学科 教授
魚崎浩平北海道大学 大学院理学研究科 化学部門 教授
関隆広名古屋大学 大学院工学研究科 物質制御工学専攻 教授
鎌田香織東京工業大学 資源化学研究所 集積分子工学部門 助手
彌田智一東京工業大学 資源化学研究所 集積分子工学部門 教授
高原淳九州大学 先導物質化学研究所 教授
小林元康九州大学 先導物質化学研究所 助手
田中賢北海道大学 創成科学共同研究機構 移植医療・組織工学プロジェクト 特任助教授
益田秀樹首都大学東京 都市環境学部 都市環境学科 材料化学コース 教授;神奈川科学技術アカデミー 光科学重点研究室 光機能材料グループ グループリーダー
有賀克彦(独)物質・材料研究機構 超分子グループ ディレクター
岡畑恵雄東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生体分子機能工学専攻 教授;東京工業大学 フロンティア創造共同研究センター 教授
川崎剛美東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生体分子機能工学専攻 助手;東京工業大学 フロンティア創造共同研究センター 助手
山下一郎奈良先端科学技術大学院大学 メゾスコピック物質科学 教授
佐野正人山形大学 工学部 機能高分子工学科 助教授
米澤徹東京大学 大学院理学系研究科 化学専攻 助教授
朝倉浩一慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 助教授
岸村顕広東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 ナノバイオ・インテグレーション研究拠点 特任助手
相田卓三東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 教授
伊藤耕三東京大学 大学院新領域創成科学研究科 物質系専攻 教授
荒谷直樹京都大学 大学院理学研究科 化学専攻 助手
大須賀篤弘京都大学 大学院理学研究科 化学専攻 教授
宍戸厚東京工業大学 資源化学研究所 高分子材料部門 講師
池田富樹東京工業大学 資源化学研究所 高分子材料部門 教授
英謙二信州大学 大学院総合工学系研究科 教授
松浦和則九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 助教授
佐野健一(財)癌研究会癌研究所 蛋白創製研究部 (独)科学技術振興機構 研究員
芝清隆(財)癌研究会癌研究所 蛋白創製研究部 部長
臼井健悟(独)理化学研究所 ゲノム科学総合研究センター 遺伝子構造・機能研究グループ (独)科学技術振興機構 CREST 研究員
鈴木治和(独)理化学研究所 ゲノム科学総合研究センター 遺伝子構造・機能研究グループ プロジェクト副ディレクター
林崎良英(独)理化学研究所 ゲノム科学総合研究センター 遺伝子構造・機能研究グループ プロジェクトディレクター
菅原彩絵東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 博士研究員
加藤隆史東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 教授
長田健介東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 特任講師
片岡一則東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授;東京大学 大学院医学研究科 附属疾患生命工学センター 臨床医工学部門 教授
石川正道東京工業大学 大学院総合理工学研究科 物質科学創造専攻 教授
辻井薫北海道大学 電子科学研究所 附属ナノテクノロジー研究センター 教授
浅井哲也北海道大学 大学院情報科学研究科 助教授
元池 N.育子はこだて未来大学 システム情報科学部 複雑系科学科 助手
中戸義禮大阪大学 大学院基礎工学研究科 物質創成専攻 教授
中西周次大阪大学 大学院基礎工学研究科 物質創成専攻 助手
今井宏明慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 助教授
原正彦東京工業大学 大学院総合理工学研究科 物質電子化学専攻 教授;(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ 局所時空間機能研究チーム チームリーダー
青野真士(独)理化学研究所 フロンティア研究システム 時空間機能材料研究グループ 局所時空間機能研究チーム 研究員
吉田亮東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教授
中西英行京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科
宮田貴章京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 教授
安藤柱横浜国立大学 大学院機能発現工学専攻 教授
川瀬健夫セイコーエプソン(株) テクノロジープラットフォーム研究所 第三研究グループ 室長
下田達也セイコーエプソン(株) テクノロジープラットフォーム研究所 所長
杉村博之京都大学 大学院工学研究科 材料工学専攻 教授
宮内昭浩(株)日立製作所 材料研究所 電子材料研究部 主任研究員

構成および内容
序文−自己組織化ナノマテリアルへの期待(茅幸二)
本書のねらい(下村政嗣、山口智彦)
第1章 総 論
自己組織化と自己集合の現代的解釈(山口智彦)
1.1自己組織化とは何か?
1.1.1定義と用語
1.1.2システム理論からみた自己組織化
1.22つの自己組織化:自己集合と散逸構造
1.2.1自己組織化する物質と生命
1.2.2自己集合:平衡近傍での自己組織化
1.2.3散逸構造形成(狭義の自己組織化):非平衡非線形系での自己組織化
1.2.4自己集合体と散逸構造の比較
1.3統合的な自己組織化
1.3.1補完的にアシストしあう自己集合と散逸構造形成
1.3.2階層構造の自己組織化
1.4今後の課題
1.4.1プログラムと階層性
1.4.2相対座標
1.5おわりに
自己組織化材料研究の方向性(高野潤一郎)
2.1キーワードからみた自己組織化材料
2.2自己組織化のアルゴリズムとマテリアル設計
2.3自己組織化のリスクと可能性
プログラムされた自己組織化(小嶋薫、、川合知二)
3.1プログラム自己組織化の概念
3.2シーケンシャル自己組織化とは
3.3トップダウン・ボトムアップ融合自己組織化とは
3.4おわりに
自己組織化の産業展開(亀井信一)
4.1産業的な視点から見た自己組織化への期待
4.1.1トゥルーナノテクノロジーの視点
4.1.2究極の省エネルギーという視点
4.2産業界における自己組織化研究
4.2.1データストレージのブレークスルーをめざして
4.2.2革新的な繊維・樹脂材料をめざして
4.2.3高機能のメソポーラス材料をめざして
4.3自己組織化を産業技術として確立するために
第2章 0次元ナノマテリアル(点)
異形高分子微粒子(大久保政芳)
1.1はじめに
1.2凸部を有する粒子
1.3凹部を有する粒子
コアシェル型高分子ナノ粒子(赤木隆美、明石満)
2.1コアシェル型高分子ナノ粒子研究の歴史と現状
2.2コア−コロナ型高分子ナノ粒子研究における自己組織化の意義と役割
2.3コア−コロナ型高分子ナノ粒子研究の将来展望と自己組織化
非平衡プロセスによる高分子ナノ微粒子の作製(藪浩、下村政嗣)
3.1非平衡プロセスによる高分子ナノ微粒子研究の歴史と現状
3.2非平衡プロセスによる高分子ナノ微粒子研究における自己組織化の意義と位置づけ
3.3非平衡プロセスによる高分子ナノ微粒子研究の将来展望と自己組織化
低温溶融性金属ナノ粒子(長澤浩)
4.1金属ナノ粒子研究の歴史と現状
4.2金属ナノ粒子研究における自己組織化の意義と位置づけ
4.3金属ナノ粒子研究の将来性と自己組織化
量子ドット(小口信行)
5.1量子ドット研究の歴史と現状
5.2量子ドット研究における自己組織化の意義と役割
5.3量子ドット研究の将来展望と自己組織化
ナノ粒子の構造形成(山口由岐夫、藤田昌大)
6.1研究の歴史と現状
6.2研究における自己組織化の意義と役割
6.3研究の将来展望と自己組織化
第3章 1次元ナノマテリアル(線)
分子トランジスタ(石田敬雄、内藤泰久、水谷亘)
1.1分子トランジスタ研究の歴史と現状
1.2分子トランジスタにおける自己組織化の意義と役割
1.3分子トランジスタ研究の将来と自己組織化の位置づけ
ロタキサン・カテナン(原田明)
2.1研究の歴史と現状
2.2自己集合と自己組織化
2.3将来展望
フラーレン・ナノチューブ・ピーポッド(篠原久典、吉田宏道)
3.1ナノカーボン研究の歴史と現状
3.2ナノカーボン研究における自己組織化の意義と役割
3.3ナノカーボン研究の将来展望と自己組織化
導電性高分子(赤木和夫、松下哲士)
4.1導電性高分子研究の歴史と現状
4.2導電性高分子研究における自己組織化の意義と役割
4.3導電性高分子研究の将来展望と自己組織化
ポリシラン(藤木道也、内藤昌信)
5.1ポリシラン研究の歴史と現状
5.1.1ポリシラン研究の幕開け
5.1.2可溶性ポリシランから光学活性ポリシランへ
5.2ポリシラン:最近の現状
5.2.1ポリシラン鎖の基板固定化と精密配向制御
5.3ポリシラン研究における自己組織化の意義と役割
5.4ポリシラン研究の将来展望と自己組織化
脂質ナノチューブ(清水敏美)
6.1脂質ナノチューブの歴史と現状
6.1.1歴史と背景
6.1.2現状1:脂質ナノチューブの次元制御
6.1.3現状2:脂質ナノチューブによる10〜100nmスケールのゲスト包接
6.2脂質ナノチューブ研究における自己組織化の意義と位置づけ
6.3脂質ナノチューブの将来展望と自己組織化
1次元超分子(君塚信夫)
7.11次元超分子の歴史と現状
7.1.1水素結合、ホストゲスト相互作用による1次元超分子
7.1.2配位結合を含む1次元超分子
7.1.31次元金属錯体を主鎖とする可溶性超分子
7.21次元超分子研究における自己組織化の意義と役割
7.31次元超分子研究の将来展望と自己組織化
1次元分子システム(中村貴義)
8.1分子性導体・磁性体の材料化と機能化
8.1.1分子性導体・分子磁性体
8.1.2分子集合体ナノワイヤの形成
8.1.3固相分子モーター構築の試み
8.2分子性導体・分子磁性体と自己組織化
8.3将来展望
1次元DNAナノマテリアル(居城邦治)
9.11次元DNAナノマテリアル研究の歴史と現状
9.21次元DNAナノマテリアル研究における自己集合・自己組織化の意義と役割
9.31次元DNAナノマテリアル研究の将来展望と自己集合・自己組織化
第4章 2次元ナノマテリアル(面)
ラングミュア−ブロジェット(LB)膜(松本睦良)
1.1LB膜研究の歴史と現状
1.2LB膜研究における自己組織化の意義と役割
1.3LB膜研究の将来展望と自己組織化
高分子LB膜(宮下徳治、三ツ石方也)
2.1高分子LB膜研究の歴史と現状
2.2高分子LB膜研究における自己組織化の意義と役割
2.2.1電子機能性高分子LB膜
2.2.2光機能性高分子LB膜
2.2.3テンプレートとしての高分子LB膜
2.3高分子LB膜研究の将来展望と自己組織化
リポソーム(秋吉一成)
3.1リポソーム研究の歴史と現状
3.2リポソーム研究における自己組織化の意義と役割
3.3リポソーム研究の将来展望と自己組織化
自己組織化構造の設計と二分子膜(国武豊喜)
4.1合成2分子膜研究の始まり
4.2二分膜における自己組織化とは
4.3自己組織化の駆動力となる物理的、化学的パータベーション―“場の情報”の意義
4.4人工組織の設計と階層構造
4.5おわりに
単分子膜(飯村兼一、加藤貞二)
5.1単分子膜研究の歴史と現状
5.2単分子膜研究における自己組織化の意義と位置づけ
5.3単分子膜研究の将来展望と自己組織化
Self-assembled Monolayer (SAM)(魚崎浩平)
6.1SAMに関する研究の歴史と現状
6.2SAMの形成と自己集合/自己組織化
6.3SAM研究の将来展望と自己組織化
液晶コマンドサーフェス(関隆広)
7.1光誘起表面分子配向の歴史と現状
7.2コマンドサーフェス系における自己組織化の意義と位置づけ
7.3光誘起分子配向研究の将来展望と自己組織化
ブロックコポリマー(鎌田香織、彌田智一)
8.1ナノマテリアルとしてのブロックコポリマー研究の歴史と現状
8.1.1ブロックコポリマーエンジニアリングの幕開け −精密重合法の開発−
8.1.2ブロックコポリマーの自己組織化ミクロ相分離
8.2ブロックコポリマー研究における自己組織化の意義と役割
8.2.1熱力学的最安定相としての自己集合構造
8.2.2界面や外場など系外から束縛を受けた自己組織化構造
8.2.3薄膜内に形成されるミクロ相分離構造と利用価値
8.2.4薄膜内垂直配向シリンダ−構造の配向制御
8.2.5自己組織化と応用展開
8.3ブロックコポリマー研究の将来展望と自己組織化
高分子ナノ界面―ポリマーブラシを中心に(高原淳、小林元康)
9.1高分子ナノ界面としてのポリマーブラシの研究の歴史と現状
9.2高分子ナノ界面としての高分子ブラシにおける自己組織化の意義と役割
9.3高分子ナノ界面としての高分子ブラシ研究の将来展望と自己組織化
10ハニカム構造高分子膜(田中賢、下村政嗣)
10.1ハニカム構造高分子膜研究の歴史と現状
10.2ハニカム構造高分子膜研究における自己組織化の意義と位置づけ
10.3ハニカム膜研究の将来展望と自己組織化
11陽極酸化ポーラスアルミナ(益田秀樹)
11.1陽極酸化ポーラスアルミナ研究の歴史と現状
11.2陽極酸化ポーラスアルミナ研究における自己組織化の意義と位置づけ
11.3将来展望
12交互吸着膜(有賀克彦)
12.1交互吸着法の歴史と現状 −浅い歴史と速やかな展開−
12.2交互吸着膜における自己組織化の意義と役割
12.3交互吸着膜の将来展望
13DNA自己組織化フィルムの作製と機能化(岡畑恵雄、川崎剛美)
13.1はじめに
13.2DNA-脂質複合体からDNA配向化フィルムの作製
13.3DNA配向化フィルムの電導性
13.4光励起電流の観察とEL素子への応用
13.5おわりに
14タンパク質の2次元配列(山下一郎)
14.1タンパク質の2次元配列の歴史と現状
14.1.1タンパク質2次元結晶
14.1.2タンパク質2次元結晶化
14.2タンパク質2次元配列化研究における自己集合の意義と役割
14.3タンパク質2次元配列の展望と自己組織化
15カーボンナノチューブ薄膜(佐野正人)
15.1カーボンナノチューブ薄膜研究の歴史と現状
15.2カーボンナノチューブ薄膜研究における自己組織化の意義と役割
15.3カーボンナノチューブ薄膜研究の将来展望と自己組織化
16金属ナノ粒子の配列形成(米澤徹)
16.1金属ナノ粒子の規則配列
16.2自己組織的な金属ナノ粒子の配列法
16.3ナノ粒子の固定化法の例
16.4より広範囲の配列形成
16.5おわりに
17マイクロ周期構造とその表面処理への応用(朝倉浩一)
17.1マイクロ周期構造とその表面処理への応用研究の歴史と現状
17.2マイクロ周期構造とその表面処理への応用研究における自己組織化の意義と役割
17.3マイクロ周期構造とその表面処理への応用研究の将来展望と自己組織化
第5章 3次元ナノマテリアル(立体・孔)
デンドリマー(岸村顕広、相田卓三)
1.1デンドリマー研究の歴史と現状
1.2デンドリマー研究における自己組織化の意義と役割
1.3デンドリマー研究の将来展望と自己組織化
環動ゲル(伊藤耕三)
2.1環動ゲル
2.2環動ゲルの応力−伸長特性
2.3環動ゲルの中性子小角散乱
2.4環動ゲルの応用
超分子π電子系化合物(荒谷直樹、大須賀篤弘)
3.1超分子π電子系化合物研究の歴史と現状
3.2超分子π電子系化合物研究における自己組織化の意義と役割
3.3超分子π電子系化合物研究の将来展望と自己組織化
ナノ自己組織化フォトクロミック液晶高分子の高性能ブラッグホログラム(宍戸厚、池田富樹)
4.1液晶高分子ブラッグホログラムの背景と現状
4.2自己組織化の意義と役割
4.3将来の展望と自己組織化
水素結合ゲル(英謙二)
5.1水素結合ゲルの歴史と現状
5.1.1オイルゲル化剤
5.1.2ヒドロゲル化剤
5.2水素結合ゲルにおける自己組織化の意義と位置づけ
5.2.1超分子集合体の形成:自己会合からナノファイバー・3次元高次構造へ
5.2.2ゲル化剤開発のための分子設計
5.3おわりに −水素結合ゲルの将来展望と自己組織化
3次元DNAナノマテリアル(松浦和則)
6.13次元DNAナノマテリアル研究の歴史と現状
6.23次元DNAナノマテリアル研究における自己組織化の意義と役割
6.33次元DNAナノマテリアル研究の将来展望と自己組織化
ペプチドアプタマーを用いたナノ構造体形成(佐野健一、芝清隆)
7.1ペプチドアプタマーと自己組織化ナノ構造
7.1.1ペプチドアプタマーの進化工学的創製
7.1.2ペプチドアプタマーを用いたナノファブリケーション
7.1.3ペプチドアプタマーが示すバイオミネラリゼーション活性
7.1.4チタンに結合するペプチドアプタマー:TBP-1
7.1.5ペプチドアプタマーの多機能性を利用した多層薄膜形成技術:BioLBL
7.2ペプチドアプタマー研究における自己組織化と今後の研究
ナノレゴタンパク質(臼井健悟、鈴木治和、林崎良英)
8.1タンパク質を用いたナノマテリアル研究の歴史と現状
8.2ゲノム科学から見た自己組織化の意義と位置づけ
8.3ナノレゴ研究の将来展望と自己組織化
バイオミネラリゼーション(菅原彩絵、加藤隆史)
9.1バイオミネラリゼーション研究の歴史と現状
9.2秩序構造を有する無機結晶の自己組織的形成
10人工ウイルス(長田健介、片岡一則)
10.1人工ウイルス研究の歴史と現状
10.2人工ウイルス研究における自己組織化の意義と役割
10.3人工ウイルス研究の将来展望と自己組織化
11コロイド結晶(石川正道)
11.1コロイド結晶研究の背景と現状:ボトムアップナノテクノロジーへの応用
11.2コロイド結晶研究における自己組織化の意義と位置付け
11.3コロイド結晶の将来展望と自己組織化:空間タイリングとプログラムされた自己集積
11.4おわりに
第6章 フラクタル次元ナノマテリアル
表面フラクタル材料(辻井薫)
1.1表面フラクタル材料研究の歴史と現状
1.1.1フラクタル表面の自己組織的形成
1.1.2フラクタル構造による超撥水/超撥油表面
1.2表面フラクタル材料における自己組織化の意義と役割
1.3自己組織化材料の将来展望
自己組織化フラクタル材料 −樹状パターンを生成する量子ドット回路(浅井哲也、元池 N. 育子)
2.1単電子回路による生体様LSIの歴史と現状
2.2単電子フラクタル材料における自己組織化の意義と役割
2.3単電子フラクタル材料の将来展望と自己組織化
振動電析による金属微細格子の形成(中戸義禮、中西周次)
3.1樹枝状結晶研究の歴史と現状
3.2樹枝状結晶研究における自己組織化の意義と役割
3.3樹枝状結晶研究の将来展望と自己組織化
階層性・自己相似・フラクタル結晶(今井宏明)
4.1階層的な構造をもつ結晶の研究の歴史と現状
4.1.1階層構造・自己相似・フラクタルとは
4.1.2拡散律速凝集体とフラクタル結晶
4.1.3規則的樹枝状結晶・双眼構造
4.1.4自己相似的な結晶成長
4.1.5階層的な結晶成長
4.2結晶成長における自己組織化の意義と役割
4.2.1自己組織化・自己集合・散逸構造
4.2.2自己組織化の制御と階層性結晶との関連
4.3階層性・自己相似・フラクタル結晶研究の将来展望と自己組織化
メソポーラスガラス(長澤浩)
5.1メソポーラスガラス研究の歴史と現状
5.2メソポーラスガラス研究における自己組織化の意義と位置づけ
5.3メソポーラスガラス研究の将来性と自己組織化
第7章 4次元ナノマテリアル(時空間)
時空間機能材料(原正彦、青野真士)
1.1時空間機能材料研究の歴史と現状
1.2時空間機能材料研究における自己組織化の意義と役割
1.3時空間機能材料研究における将来展望と自己組織化
自励振動ゲル(吉田亮)
2.1ゲル研究の歴史と現状
2.2ゲル研究における自己組織化の意義と役割
2.3リズム運動するゲル:時間構造・時空間構造を有するゲル
2.3.1自励振動回路の内蔵
2.3.2振動リズムの制御
2.4自励振動ゲルの将来展望と自己組織化
2.4.1微細加工によるマイクロ流体システムへの応用
2.4.2生体模倣マイクロマシン(人工繊毛)の作成
2.4.3機能性表面(ナノコンベア)の構築
2.4.4生体条件下での駆動 −バイオマシンの構築に向けて
2.5おわりに
相分離構造(中西英行、宮田貴章)
3.1化学反応に伴う臨界現象の歴史と現状、最近の研究成果
3.2反応誘起相分離の研究における自己組織化の意義と役割
3.3反応誘起相分離の研究における自己組織化 vs. 自己集合
セラミックスの自己き裂治癒(安藤柱)
4.1セラミックスの自己き裂治癒研究の歴史と現状
4.2セラミックスの自己き裂治癒研究における自己組織化の意義と役割
4.3セラミックスの自己き裂治癒研究の将来展望と自己組織化
量子ドット反応拡散系(浅井哲也)
5.1量子ドット反応拡散系の歴史と現状
5.2量子ドット反応拡散系における自己組織化の意義と役割
5.3量子ドット反応拡散系の将来展望と自己組織化
第8章 自己組織化とトップダウン・ボトムアップ融合
インクジェット(川瀬健夫、下田達也)
1.1インクジェット技術の歴史と現状
1.2インクジェット技術における自己組織化の意義と役割
1.3インクジェット技術の将来展望と自己組織化
単分子膜リソグラフィ(杉村博之)
2.1単分子膜リソグラフィの歴史と現状
2.2単分子膜リソグラフィにおける自己組織化の位置づけ
2.3単分子膜リソグラフィの将来展望と自己組織化
ナノインプリント(宮内昭浩)
3.1ナノインプリント研究の歴史と現状
3.2ナノインプリント研究における自己組織化の意義と役割
3.3ナノインプリント研究の将来展望と自己組織化
−座談会− 自己組織化ナノマテリアルの生産技術と革新
国武豊喜、下村政嗣、山口智彦、居城邦治、亀井信一、高野潤一郎

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