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ナノ

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1: sin+sinφ ★ 2014/02/14(金) 06:05:22.56 ID:???
米ペンシルバニア州立大学の研究グループはこのたび、生きたヒト細胞の内部に注入された金属製の “ナノモーター” を、超音波と磁場によって自在に遠隔操作する技術を開発しました。
この成果は、世界的なトップジャーナルとして知られるAngewandte Chemieに掲載されています。
http://ggsoku.com/wp-content/uploads/nanomotor-propelled-in-living-cell-500x384.jpg
<おことわり>
ファイルサイズを抑えるために、本記事内のGifムービーは画面サイズを縮小しています。
携帯端末からは読み込みが遅くなるかもしれませんが、ぜひ見てみてください!ホントにスゴイんです!! 
PS. 記事の最後に引用元であるYoutubeへのリンクをまとめておきました。

同大学の研究員であるWei Wang氏らは、ルテニウムと金の微小なロッドを連結することで、長さ3μmほどの「ナノモーター」を作製。
これをHeLa細胞(ヒーラ細胞, がん細胞の一種)に注入し、外部から超音波と磁場を印加することで、その動きを自由自在に制御することに成功しています。
今回ばかりは、まず実際にモノが動いている様子を見て頂くのが一番インパクトがあると思いますので、ナノモーターを細胞内で動かしている動画(Gif)を貼っておきます。
筆者も最初に見た時は、こんなことが可能になっているのかと度肝を抜かれました。

がん細胞の中を動き回るナノモーター。これで等倍速です。
モーターが動いている細胞とそうでないものがある所に注目。
http://ggsoku.com/wp-content/uploads/nanomotor-propelled-in-living-cell-01.gif

作製されたナノモーターは、以下のように細胞の表面にとりつかせることも可能となっています。
細胞表面にナノモーターを取りつかせている状態。
http://ggsoku.com/wp-content/uploads/nanomotor-propelled-in-living-cell-00.gif

上のようにナノモーターで “コーティング” した細胞はビーズ状につなげたり高速で回転させたりすることも可能となっており、
デモンストレーション動画も公開されています。
特に高速回転している様子は、CGなのでは?と疑いたくなるような光景です。
ナノモーターを細胞表面に取りつかせ、ビーズ状に連結。
http://ggsoku.com/wp-content/uploads/nanomotor-propelled-in-living-cell-02.gif
細胞を7個連結してスピンさせています。これも等倍速。
http://ggsoku.com/wp-content/uploads/nanomotor-propelled-in-living-cell-04.gif
nanomotor-propelled-in-living-cell-03
早送りではなく、これで等倍速。丸いのはもちろん細胞です。
http://ggsoku.com/wp-content/uploads/nanomotor-propelled-in-living-cell-03.gif

同研究室のTom Mallouk教授によると、同グループでは10年ほど前に世界で初めて化学力を用いたナノモーターの作製に成功していたものの、この時は毒性のある材料を使用する必要があった上に生物の体液中では動かすことができなかったため、ヒトの細胞には応用できませんでした。

今回、超音波と磁場を用いた手法を開拓したことで、ようやく生体システム内部(in vivo)で微細構造物を操作することが可能になったとしています。
今後はがん細胞を内部から物理的に破壊する技術やドラッグデリバリーなどへの応用展開を探ってゆきたいとのこと。
いやー、なんだか久々にショッキングな科学動画を見たせいか、まだ脳が興奮している感じがします…。
具体的な制御条件などはAngwanteの原著論文に記載されていると思いますので、論文を閲覧可能な環境にある方は、ぜひ一度チェックされてみてはいかがでしょうか。

ソース:米大学、生きたヒト細胞内でナノモーターを自在制御する技術を開発: スッゴイ動画有り
http://ggsoku.com/tech/nanomotor-propelled-in-living-human-cell/

関連:ペンシルバニア州立大、ヒトの細胞内部で人工ナノモーターの動きを制御
http://sustainablejapan.net/?p=4867
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1: 伊勢うどんφ ★ 2014/01/17(金) 09:17:08.79 ID:???
 富士通研究所(川崎市中原区、富田達夫社長、044・754・2613)は、富士通製のスーパーコンピューター「FX10」を利用し、従来比3倍となる約3000原子のナノ素子を使った電気特性シミュレーションに成功した。
次世代のグラフェン(炭素原子のシート)トランジスタ素子を想定。
計算精度を保ちながら従来比25分の1の約20時間で電気特性を予測できた。
3年後をめどに1素子当たり1万原子数での電気特性模擬実験を実証し、スパコン上でナノ素子設計の実現を目指す。

 電気特性の模擬実験では、スパコン上でグラフェントランジスタ素子をつくり、素子の電極に電圧をかけて電流(電子)の流れる状態を予測計算する。
今回、スパコンで使うメモリー量を削減する手法や、一般公開されている原理計算プログラムなどを組み合わせて模擬実験を実施。
この結果、素子のチャネル(電子の通り道)と絶縁膜を含めた約3000原子数の計算に成功した。

 これにより、スパコン上で約3000原子数のナノ素子について、構造設計などから同模擬実験にいたるまで1週間程度で実証できるというこれまで同模擬実験ではトランジスタ素子のチャネル部分だけに相当する1000原子数しか予測計算できなかった。
今回の実証により、他の半導体材料を使ったナノ素子設計への模擬実験も可能になるとしている。

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日刊工業新聞 2014年01月14日
http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0220140114aaaf.html


プレスリリース
http://pr.fujitsu.com/jp/news/2014/01/14.html

First-principles electronic transport calculations of graphene nanoribbons on SiO2/Si
http://apex.jsap.jp/link?APEX/7/025101/

3000原子のナノ素子使用した電気特性模擬実験に成功、富士通研の続きを読む
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