リアルタイム観察下におけるナノスケールの破壊実験システムの開発

SDGs

研究内容

この研究室では、顕微鏡でリアルタイム観察しながら、微細構造物の組立・接合作業を行うシステムを開発しているが、その応用として、10μmm～10nm程度の微細構造物を対象として、実際に破壊実験を行い、力学特性の評価や内部構造の観察を行っている。物体の物性や構造などは、理論的な推定や数値計算などさまざまな方法で評価することが可能であるが、実物を使って直接的な評価は不可欠である。
たとえば、染色体の内部構造を解明することを目的として、凍結乾燥した染色体の断面作製作業を行った。図1に機械的に破断させた染色体の断面写真を示す。ビーム加工による切断面では内部構造にダメージが残るのに対して、機械的に切断した断面には内部構造を表すパターンが観察できることを示した。また破断面の形状から、クロマチンファイバが染色体の軸と垂直方向の層状に折り畳まれていることを示した。
その他にも、図2に示すように、直径30nmの酸化タングステンのナノワイヤを電子顕微鏡下で撓ませて破断させ、ツール先端の変形量からナノワイヤのヤング率や破断強度を求める研究なども行っている。

電子顕微鏡下で解体した染色体とその断面。
© 土屋健介

プローブでナノワイヤを撓ませて破断させることで、ナノワイヤのヤング率と破断強度を測定する実験の様子。
© 土屋健介

連携への希望

この技術の実用化に関心のある企業からの相談に応じる用意がある。

公開日 / 更新日

2023年04月11日

識別番号

No. 00263-01

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