フロンティアテクノシリーズNo.9
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-
監 修   国武豊喜 北九州市立大学教授・副学長 / 理化学研究所
編集幹事 下村政嗣 北海道大学教授(現:東北大学教授)/理化学研究所
              山口智彦 産業技術総合研究所
ISBN978-4-902410-11-2
■体裁/B5判・392頁 ■価格/59,400円 (本体55,000円+税) ■発行/2007年2月

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 ー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


執筆者一覧(執筆順)
  茅 幸二   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;
        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   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;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  ?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;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;
        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  ?荏原製作所 ライフサイエンス事業部 副参事
小口信行  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  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  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   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  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;
         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  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  癌研究会癌研究所 蛋白創製研究部 科学技術振興機構 研究員
芝 清隆  癌研究会癌研究所 蛋白創製研究部 部長
臼井健悟  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 科学技術振興機構 CREST 研究員
鈴木治和  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  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;
        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  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 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 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  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

序文ー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
1 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
1.2 2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
2 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
3 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
4 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)
1 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
2 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 コアー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 コアーコロナ型高分子ナノ粒子研究の将来展望と自己組織化
3 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
4 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
5 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
6 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)
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 1次元超分子                         君塚信夫
7.1 1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
7.1.3 1次元金属錯体を主鎖とする可溶性超分子
7.2 1次元超分子研究における自己組織化の意義と役割
7.3 1次元超分子研究の将来展望と自己組織化
8 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
9 1次元DNAナノマテリアル                  居城邦治
9.1 1次元DNAナノマテリアル研究の歴史と現状
9.2 1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
9.3 1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)
1 ラングミュアーブロジェット(LB)膜                松本睦良
1.1 LB膜研究の歴史と現状
1.2 LB膜研究における自己組織化の意義と役割
1.3 LB膜研究の将来展望と自己組織化
2 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
3 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
4 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
5 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
6 Self-assembled Monolayer (SAM)            魚崎浩平
6.1 SAMに関する研究の歴史と現状
6.2 SAMの形成と自己集合/自己組織化
6.3 SAM研究の将来展望と自己組織化
7 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
8 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 ー精密重合法の開発ー
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ー構造の配向制御
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
9 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 ー浅い歴史と速やかな展開ー
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
13 DNA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
13.2 DNA-脂質複合体からDNA配向化フィルムの作製
13.3 DNA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
18.1 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
18.2 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
18.3 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)
1 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
2 環動ゲル                                伊藤耕三
2.1 環動ゲル
2.2 環動ゲルの応力ー伸長特性
2.3 環動ゲルの中性子小角散乱
2.4 環動ゲルの応用
3 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
4 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 
5 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 ー水素結合ゲルの将来展望と自己組織化
6 3次元DNAナノマテリアル                      松浦和則
6.1 3次元DNAナノマテリアル研究の歴史と現状
6.2 3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
6.3 3次元DNAナノマテリアル研究の将来展望と自己組織化
7 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
8 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
9 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
1 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
2 自己組織化フラクタル材料 ー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
3. 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
4 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
5 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)
1 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
2 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 ーバイオマシンの構築に向けて
2.5 おわりに
3 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
4 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
5 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
1 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
2 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
3 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


ー座談会ー 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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