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ビデオゲームグラフィックのようにコロイドを組み立てる技術を開発

IBS研究チーム...半導体部品の研究などに寄与の見込み


韓国の研究チームが微細な粒子であるコロイドをビデオゲームのグラフィックのように組み立てる方法を開発した。非常に小さく精密な半導体を製造するのに必須であるコロイドレベルの部品研究に寄与する見込み。

IBS(基礎科学研究院、キム・ドゥチョル院長)は先端軟性物質研究団のSteve Granick団長(UNIST 自然科学部特勳教授)が中国・済南大学のLingxiang Jiang教授と共同でこれまでの一つずつ移していた方法とは違い構造の特徴を把握して最小限の作業でコロイドを組み立てる技術を開発したと7月10日に発表した。

コロイド粒子は1ナノメートル(nm、髪の毛の太さの10万分の1)よりも大きく1マイクロメートル(mm)よりは小さいため非常に小さく鋭いピンセットでもつかむことができない。したがってコロイドを移すには専用の光ピンセット(Optical tweezer)が必要になる。光ピンセットはブラウン運動をするコロイド粒子をレーザー光線で閉じ込める原理で作動する。これまではコロイドを移すには粒子の数だけ光ピンセットを使って組み立てるのが最善だった。粒子の数と同数の光ピンセットを使わなければ構造が乱れるため。

研究チームはビデオゲームのグラフィックイメージを作る方式に注目した。拡大してもくずれないベクター型イメージの特徴に着眼した研究チームはなめらかな平面にコロイドを薄くかぶせて単一層(mono layer)を作り、その上にコロイドをのせる方式を考案した。別々に動くコロイド粒子を固定して安定した形に材配列する新たな方式。この方式で研究チームはこれまで必要だった光ピンセットの5分の1程度だけでコロイド構造を維持できるようになった。

研究チームはコロイド構造が直線形態である場合、両端を光ピンセットでつかむと構造が維持されることを観察した。また六角形、三角形など2次元構造を作ってそれぞれの図形の頂点だけをつかんでもコロイド図形構造を維持できることを確認した。今回の成果でコロイド構造の移動と回転だけでなく大規模なコロイド組み立ても簡単になることが予想される。

Steve Granick団長は「本研究は家事において初めて洗濯機が登場したのに比肩するほどコロイド操縦の強力な道具を提示するもの。コロイド粒子を精密に組み立て操縦する本技術はナノ技術に大きく寄与するだろう」と話している。

研究結果は『Nature Communications』に6月8日付で掲載された。





[2017-07-13]

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