ナノ・テクノロジー2007年〜


東京大学、科学技術振興機構、産業技術総合研究所は2007年2月23日に、有機分子の1つ1つの形と運動を直接観察することに世界で初めて成功したと発表した。観察対象にする特殊設計の分子を直径1.2ナノmのカーボン・ナノ・チューブに閉じこめ、高分解能電子顕微鏡で観察し、これまで誰も見たことがなかった分子の動きを約1分の動画として撮影した成果を米国の科学雑誌「Science」で公開する。詳細情報はURL(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2007/pr20070223/pr20070223.html)で知ることができる。Daily Telegraphは2007年3月1日に、イギリスのマンチェルター大学(the University of Manchester)の研究者Professor Andre GeimとDr Kostya Novoselov、ドイツのマックスプランク研究所(The Max-Planck Institute)が、世界最小のトランジスタで高速のコンピュータを開発できる単原子シートを開発したと報告した。研究者によると、現在のシリコンベース技術が限界に達するとき、超小型エレクトロニクスが革新で引き継ぐと予測している。彼らは理論において過去の半世紀に知られている材料を見つけるのにカーボンを使用し、2次元水晶原子の単一シートを開発した。それは「Graphene(グラフェーン)」と呼ばれる金網に類似している炭素原子のガーゼから作られ、「Graphene」は電流が通常の電子によって運ばれるのではなく、荷電粒子によって運ばれ、電荷を運ぶ光子と同系列に属すると報告している。詳細情報はURL(http://www.telegraph.co.uk/connected/main.jhtml;jsessionid=3SCLE1C1F1D4LQFIQMGSFFOAVCBQWIV0?view=DETAILS&grid=&xml=/connected/2007/03/01/natom101.xml)または、URL(http://www.telegraph.co.uk/connected/main.jhtml;jsessionid=DUUTAELLSRMIDQFIQMGSFFOAVCBQWIV0?xml=/connected/2005/11/15/ecfpenc15.xml)で知ることができる。「Graphene」についてはURL(http://www.ewels.info/img/science/graphite/index.html)または、URL(http://www.nanonet.go.jp/japanese/column/2006/366.html)で知ることができる。Tennesseanは2007年3月19日に、カリフォルニア工業大学(California Institute of Technology)の物理学者と神経科学者の研究者クリストフ・コッホ(Christof Koch)が、新しい最先端科学として意識の研究から、神学と哲学の分野に閉じ込められた性急な質問に取り組み始めていると報告した。詳細情報はURL(http://tennessean.com/apps/pbcs.dll/article?AID=/20070319/NEWS06/703190375)で知ることができる。Nanotechweb / Nano Letterは2007年4月12日に、米国のコーネル大学(Cornell University)の研究者のインタディシプリナリ・チームがこれまでで最も小さい有機的な光を放つ装置の1つを開発したと報告した。「nanolamp」は、幅が200nmの合成のnanofibresで作られていて、フレキシブルなエレクトロニクスにおけるアプリケーションとセンサを開発できるかもしれないと報告している。すべてがますますより小さくなる。 さらに「nanolamp」でモニタを作れば、もうドットは確認できなくなる。繊維は、金属ルセニウムに基づく化合物で作られ、それらが放つ光の波長より小さい。 そのような局限光源は、フラットパネルディスプレイとチップの上の装置にまで及び、これまでの液晶テレビやプラズマTVが荒く感じることでしょう。研究者は、「電気回転(electrospinning)」と呼ばれるテクニックを使用して、金属錯体の混合物、ルセニウムtris-ビピリジン(ruthenium tris-bipyridine)と、および重合体ポリエチレン・オキシド(polymer, polyethylene oxide)から繊維を回転させた。micropatterned電極を通した3〜4Vの低電圧で、小さい電球のように繊維はオレンジの光を放った。制作者は、従来の装置であるシリコンの断片に取り付けられる高画質石版のテクニックと比べて、電気回転ははるかに簡単で、これらの光の放射装置を比較的簡単な製作方法を使用することで作ることができたと報告している。詳細情報はURL(http://nanotechweb.org/articles/news/6/4/11?alert=1)または、URL(http://www.news.cornell.edu/stories/April07/electrospun.fibers.aj.html)で知ることができる。ENS(Environment News Service) World Newsは2007年4月26日に、「Nanotechnology: How Green Can It Be?」を公開し、ナノテクノロジーを使用して汚染を抑え、資源を節約する活動レポート「Green Nanotechnology: It's Easier Than You Think」を紹介した。新しいレポートは、「あなたが思うより簡単です。」と書いているが、自然保護派はナノテクノロジーを利用したグリーン化作戦には反対している。すべてのnanoparticlesが人間の健康と環境に有害であるというわけではないが、何かが有害であるということは確かで、ナノテク評論家は、政府見落としがなければ、産業が有害な粒子を空気と水に放出するかもしれないと恐れている。今回のレポートはナノテクノロジーと、緑色の化学と工学の潜在的に有益な関係を探っている。とくに工学は過程と製品における資源保護と無駄の排除で環境影響を最小にすることを目指している。レポートは、2006年に開かれたa national American Chemical Societyシンポジウムと4つのワークショップに議事をまとめ、Woodrow Wilson International Center for Scholars and The Pew Charitable Trustsが実施しているthe Project on Emerging Nanotechnologiesのために科学ライターのカレン・シュミット(Karen Schmidt)が書いた。シュミットは、ナノテクノロジーと原則の「強い絆」、緑色の化学と環境技術の習慣が「21世紀に環境面で持続可能な社会を建てるのに、鍵を握る」と書いている。Project on Emerging NanotechnologiesのディレクターDavid Rejeskiは、「米国は緑化ナノテクにおけるグローバルなリーダーであることが妥当であると思います。」「政府の研究開発ポートフォリオはこの目標に向けられるべきです。」「環境を保護することを助けるだけではなく、緑化ナノテクノロジーが将来、米国の仕事と企業利潤の源でもあるかもしれないと信じています。」と言っている。化学者のヴィッキー・コルビン(Vicki Colvin)と、ライス大学(Rice University)の彼女の同僚は、例えば、有害廃棄物サイトを掃除するのにナノテクノロジーを利用できると言い、オクラホマ州立大学 (Oklahoma State University)の彼らの対応者が10億あたりの部品レベルで汚染物質を検出することができるnanoscaleセンサーを設計したが、磁気 nanoparticlesが砒素の99%以上を取り除くことができることを発見した。また、オレゴン大学の化学者ジェームス・ハチソンはシリコンチップに関するナノサイズ・ビル・パターンの過程でDNA分子を使用し、ナノテクノロジーは安価な太陽電池を作って、性能を向上させて、未来の車とトラックのために燃料費、エネルギー源を下げる新しい道を切り開いた。他の研究者は、エレクトロニクス製造で鉛と他の有毒物質を取り替えるためにナノサイズ・アプローチを調査している。遠くの事例を紹介している。問題は、現状維持をいかに続けるかという発想であり、時代は急速に進化し、開発が終わるまでに環境は飽和状態になり、開発が完成したときには手遅れであることがこれまでにも多く、研究は進めるが、それが否合理的であった場合は廃棄し、同時に未来の車とトラックのために燃料費を考える前に、現在の車とトラックを削減することを考えるべきともいえる。詳細情報はURL(http://www.ens-newswire.com/ens/apr2007/2007-04-26-01.asp)で知ることができる。「Green Nanotechnology: It's Easier Than You Think」はURL(http://www.nanotechproject.org/116/4262007-green-nanotechnology-its-easier-than-you-think)でダウンロードできる。MSNBC / Natureは2007年4月25日に、ハイテク技術を駆使して世界で初めて生きたバクテリア(bacteria)と免疫体細胞(immune cells)の重さを測定するのに成功したと報告した。測定方法は、真空の中の小さいシリコンスラブの上に分子が置かれて測定され、頻度がわずかに変化するとき、分子が先端に置かれるまで、スラブは固有周波数で振動し、 変化を測定することによって、分子の固まりについて、2006年12月26日に計算するに成功したとLive Scienceで報告していた。詳細情報はURL(http://www.livescience.com/technology/061226_molecule_lock.html)で知ることができる。しかし、生きた細胞は真空で生き残ることができないで、流体で測定しなければならなかった。もし、スラブを囲んでいるなら、それは、測定を妨げることになる。そこで米国のマサチューセッツ工科大学(MIT/Massachusetts Institute of Technology)の科学者グループは、スラブの中のマイクロチャネルを通してセルのサンプルを含む流体をポンプで送ることによって、この問題を解決した。スケールは現在、femtogramまでの生きた細胞とnanoparticles、またはE.coliバクテリアのおよそ重さを測定することができるようになった。この技術は安価で、研究者が医療保健業務従事者を発展させることを手伝うことができ、携帯用の診断装置を開発することを助けるかもしれないと報告している。これからは、新発見されたバクテリアなどの重さも表記されるようになるかもしれない。詳細情報はURL(http://www.msnbc.msn.com/id/18317459/)で知ることができる。Natureは2007年7月25日に、イリノイ州エバンストンにあるノースウェスタン大学(Northwestern University in Evanston, Illinois)NanoengineeringのRodney Ruoff教授が、100万分の1mの厚さで、超堅い超強紙のシートを炭素で開発したと報告した。この紙は、固い新素材の開発、または燃料電池のためにエネルギーを蓄えるのに使用することができると報告している。2004年に開発された「Graphene」は、ダイヤモンドより堅く、二次元ハニカム構造で炭素原子のシートで構成されていた。しかし、他の材料に据えつけられない場合、シートは、自然に小さいボールとして「Graphene液」に混ぜることが可能であった。そこで研究者は、小さいプレートをくっつけるのに層にされた材料として石墨酸化物を使い、グラフェン層の間の接着剤として水素結合が水の分子とgraphene片の間で形成されることから、水を作用させ、自由なシート状の「graphene paper」にする方法を開発したと報告している。詳細情報はURL(http://www.nature.com/news/2007/070723/full/070723-7.html)または、URL(http://bucky-central.mech.northwestern.edu/people/Ruoff.htm)または、URL(http://bucky-central.mech.northwestern.edu/)で知ることができる。米国のIBMは科学雑誌「Science」で、個々の原子の磁気異方性の調査報告「Large Magnetic Anisotropy of a Single Atomic Spin Embedded in a Surface Molecular Network」と、分子の外枠を崩壊させることなく動作する初の単分子スイッチの開発「Current-Induced Hydrogen Tautomerization and Conductance Switching of Naphthalocyanine Molecules」を発表したと報告した。詳細情報はURL(Current-Induced Hydrogen Tautomerization and Conductance Switching of Naphthalocyanine Molecules)で知ることができる。physicsworld.comは2007年10月19日に、イギリスの物理学者でケンブリッジ大学(Cambridge University)のチャールズ・ターン(Charles Tahan)が、量子原則に基づいている立証された技術の増加している数のため、で量子技術(quantum-technology)は「Spookytechnology(お化け技術)」ではなくなったので、「Spookytechnology(お化け技術)」は、良い名前であると思いますか? ということで、arXiv explaining why ( arXiv:0710.2537v1)に論文を掲載したと報告した。ターンは「気味の悪い距離での動作」としてアインシュタイン(Einstein)の量子もつれで、有名な名前が思いつかれた。しかし、アインシュタインの言葉は量子論のいくつかを含意した彼の不安を反映していたが、「spookytechnology」は現在では、量子コンピュータと他の「spookytechnologies」へのどんな公共の恐怖も静める助けると信じている。量子技術共同体(quantum-technology community)は現在、先端材料から遺伝子工学までのすべてを覆いながら急速に非常に広い用語になった。「ナノ・テクノロジー」で働いているものによって直面されていた自己喪失を避けるために行動しなければならないという信念で、ターンは提案した。その結果、量子ドットに取り組んでいる物理学者が、少ししか共通性がないにも関わらず新しい生物を開発する生物学者と共にひとまとめにされる傾向がある。ターンによると、科学者がナノ・テクノロジーの初期の定義を提供しなかったため、この不幸な誤認は起こったと指摘している。詳細情報はURL(http://physicsworld.com/cws/article/news/31499;jsessionid=98189E764F644517B9A9CD287719E73A)または、URL(http://uk.arxiv.org/pdf/0710.2537.pdf)または、URL(http://www.tahan.com/charlie/)または、URL(http://www.tahan.com/charlie/nanosociety/spooky/index.php)または、URL(http://www.tahan.com/charlie/nanosociety/course201/syllabus.html)で知ることができる。
PhysicsWorldは2007年11月15日に、イギリスのケンブリッジ大学出研究する物理学者Krzysztof Koziolと仲間が、カーボン・ナノチューブから営業生産可能な最初のワンステップの製品化として、繊維を作ったと報告した。
その繊維には、何十万個ものナノチューブから作られ、強いと主張している。
その新素材は、防弾チョッキからフラットパネル・ディスプレイまで利用できるかもしれない。
また、非常に長持ちし、軽量にすることを実現している。
さらに、これらの製造工程はすべて、工業規模で実行可能であるとも報告している。
Krzysztof Koziolと仲間は、ナノチューブを作り出す課程で簡単な方法を考え出した。
チームはエタノール、ヘキサン、メタンまたはディーゼルなどの炭化水素供給原料から始まり、次にフェロセンと呼ばれる少量の鉄のベースの触媒を炉の供給原料に注ぎ、水素と炭素に分解し、その次に炭素は長くて、薄く壁で囲まれたナノチューブとして鉄の触媒の粒子に再構築される。
これで出来上がったナノチューブは、炉の中で非常に急速に成長して、エーロゲルのような構造を形成すると報告している。
金属ロッドでエーロゲルを引き抜くことで、繊維を絶え間なく巻き上げすることができる細い糸に伸ばされ、1分あたり最大50mの速度で巻き取られ、1日で繊維の数kmを作ることができた。
この繊維は高い電気的で熱の伝導率があり、熱にも強く、空気中でも最大300℃の温度でも耐えると報告してる。
問題は、ナノチューブでできた繊維が飛散した場合、体内に入って問題にならないかと言うことでしょう。
もう、石綿のように肺ガンの原因にならないことを期待する。詳細情報はURL(http://physicsworld.com/cws/article/news/31812)または、URL(http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1147635)で知ることができる。
BBC Newsは2007年12月24日に、イスラエルのハイファ工科大学(Haifa Institute of Technology)研究者がヘブライ語30万語をピンの頭より小さいチップに掲載することに成功したと報告した。
研究者は、ナノサイエンスとナノテクノロジーへの若年層の関心を増加させることが目的であると言っている。
これまでの聖書の記録は、1,514ページで、2.8×3.4×1cmで、11.75gであった。
今回の聖書は、薄層の金で覆われたシリコンの表面に太い部で20nanometresで、Focused Ion Beamと呼ばれる装置を使用することで書かれ、0.5sqmmの大きさである。
Technionのプロジェクト・マネージャのひとりOhad Zohaは、「私たちが粒子ビームを表面のポイントに向かって送るとき、金の原子はこのポイントから弾み、その結果、シリコン層の下部を露出させる。」と言っている。
Technion研究者のための次のステップは、物理的能力( Faculty of Physics)で聖書の写真を撮って、巨大な壁にそれを表示することになる。
Ohad Zohaは、「7m×7mであるこの写真では、肉眼で全体の聖書を読むときには、それぞれの文字の高さはおよそ3mmになり、可能になるでしょう。」と言っている。
「この写真の近くに、粒砂糖サイズのオリジナル(ナノ聖書自体)を表示する」とも言っている。詳細情報はURL(http://news.bbc.co.uk/2/hi/middle_east/7158792.stm)で知ることができる。
イスラエルのIsrael-Times.comは2007年12月19日に、薄層金20ナノmで覆われたシリコンの表面に、Ion Beamの焦点を合わせる「FIB」と呼ばれる科学的装置を使用することで書かれた。
Israel Institute of Technology(イスラエル工科大学)TechnionのNanotechnology Instituteヘッドであるユリ・シバン教授(Prof. Uri Sivan)の指導のもとで開発され、「聖書は1000万ビットの情報量であった」「私たちが高密度な情報記憶のための多くの考えを意識していますが、新しい状態で大量の情報露出のためのこれらの考えを適用する試みは、ほとんどいつも挑戦して、結局、提案された方法とその制約のより深い理解に通じます。」と言っている。
開発したのがBBC Newsはイスラエルのハイファ工科大学(Haifa Institute of Technology)研究者といい、イスラエルのIsrael-Times.comは、Israel Institute of Technology(イスラエル工科大学)TechnionのNanotechnology Instituteと言っている。詳細情報はURL(http://www.israel-times.com/business/2007/12/israel-nano-bible-smaller-than-a-pinhead-sees-daylight-3526/)または、Technion UniversityのURL(http://pard.technion.ac.il/)で知ることができる。
どうも、Israel-Times.comの方が正しいようである。詳細情報はURL(http://www.jiten.com/index.php?itemid=8220)で知ることができる。