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高分子ナノ材料工学

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講師:上村 真生

高分子材料の力でナノの世界を「作る」「測る」「操る」

高分子ナノ材料は、そのユニークな性質を様々な分野に応用できる可能性を持っています。私たちの研究室では、高分子を用いてナノ粒子やナノチューブ、ファイバー、ゲルなどを作製し、分析化学や生物学に応用することに取り組んでいます。特に私たちは、「メカノバイオロジー」と呼ばれる、細胞が外部環境からどのように刺激を受け、細胞機能に何が起こるのかを理解する新しい学問分野に興味を持っており、高分子ナノ材料を用いて、世界に先駆けた材料を基盤とする生物学(マテリアルバイオロジー)の開拓に挑戦しています。

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研究例

高分子ナノ材料の設計

高分子ナノ材料は、構成する高分子の構造や分子量の違い、さらにはpHや光、温度などの刺激に応答する性質を組み込むことによって、様々な特性を持つことができます。私たちの研究室では、使用目的に応じて、ナノ粒子やシート、ゲルなどの様々な形状や特性を有する高分子ナノ材料を作製し、環境や食品、バイオ分野における新しい分析技術に応用することや、材料の力によって未知の生命現象を見出す研究に取り組んでいます。

高分子ナノ材料の設計

高分子ナノ材料による新しい分析技術の開発

分析化学は、対象のものを「はかる」という、科学において最も基本的な学問であり、あらゆる分野において重要な役割を果たしています。分析化学の技術によって得ることができる、試料中の成分や存在量などの様々な情報は、環境、食品、バイオなどの広い分野で欠かすことができないものです。私たちは、高分子ナノ材料の特性を利用することで新しい分析技術を開発し、これまで検出や観察が困難であった様々な現象や試料を分析することに挑戦しています。

高分子ナノ材料による新しい分析技術の開発

マテリアルバイオロジーの開拓

機能性高分子材料の医療応用は長年にわたって研究されており、その過程において、これらの材料が生命科学の謎を解くための有力なツールとなりうることが注目されてきています。特に近年、私たちの体を構成する細胞の機能は、その周辺環境の硬さなどから受ける力によって大きな影響を受けることが明らかとなっており、生体組織の硬さや、細胞が動く際に生じる力といった「メカノバイオロジー」に関する研究が積極的に進められています。私たちの研究室では、種々の特性を持つ高分子ナノ材料を利用して、メカノバイオロジーを含む様々な細胞機能の操作技術を創出し、材料の力で未知の生命科学を切り開く「マテリアルバイオロジー」の研究に取り組んできます。

マテリアルバイオロジーの開拓

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