神経伝達物質の放出を非標識で2次元計測するため、電荷転送型イオンイメージセンサ法を応用しました。イオンイメージセンサに感応膜を付与することで、物質の特異的な検出が可能になりました。その結果、カリウムイオンは電位応答、またアセチルコリンはｐH変化として計測できました。神経標本として、脳スライスを用いてグルタミン酸刺激を行うと細胞外放出を検出し、グルタミン酸の興奮毒性との相関を示しました。構築した新規イメージセ ンサは神経機能ならびに病態の迅速診断用途へ向けた研究展開を目指します。

寒天やコンニャクなど、水分を80％以上含むハイドロゲルの表面に電極を作製する技術を開発しました。このソフトでウェットな電極は分子透過性を有する生体親和電極であり、組織・細胞に直接貼り付けても生理環境を乱しません。今回の発表では、培養皿に付着したiPS細胞などに本電極を貼り付け、電気刺激による遺伝子導入を試みた結果を中心に紹介いたします。

著者らは電界効果トランジスタを用いた生体分子認識検出デバイス（バイオトランジスタ）の研究を行っており、遺伝子、糖鎖、蛋白質、細胞などの解析技術を開発しています。DNA解析では、A, G, C, T, ４つの塩基を繰り返し添加してしきい値電圧変化を測定することにより、非標識でDNAシーケンシング（塩基配列解析）を行う技術を開発しました。我々の開発したDNAシーケンシング技術は既に製品化され、個別化医療への応用が期待されています。

脳神経の難病はいまだに原因不明で確たる治療法もありません。生前に患者の神経 細胞を採取できなかったこと、および、本来その疾患を有さない動物モデルでは原因解明に限界があったからです。iPS細胞技術はこの状況に革命をもたらしています。本研究では、ヒトの体細胞からiPS細胞技術により神経細胞を分化誘導し、これまでに開発したセルケージパタ ン基板、細胞新播種技術、超安定電極などの新技術を利用し、疾患の特徴を表現した神経細胞ネットワークを搭載した疾患モデルチップを 開発しており、現在までの研究成果を報告します。

柔らかい電子素材を活用することによって、人との親和性が高いエレクトロニクスの実現を目指した研究を進めています。特に、厚さ１μm級の高分子フィルム上に、有機トランジスタ、有機LED、有機太陽電池を製造することに成功し、世界最薄・最軽量を達成しました。これにより世界最小曲げ半径（5μm以下）を達成するなど、有機デバイスの驚異的な柔軟性を実証してきました。さらに、有機デバイスの軽量性・薄型性・柔軟性を活用し、装着感のない筋電計測シートなどの開発に成功しました。これらの成果を紹介します。

本研究課題で開発した，我々の開発するマイクロ流体デバイスの内部に人工バイオ界面を組み込むことで細胞外微小環境における液性及び流れの条件と，界面における細胞の接着条件とを統合的に設計・制御する技術を利用してES/iPS細胞の分化を制御するマイクロ流体デバイスや，血液中にごく稀に存在する血中循環腫瘍細胞を捕捉・分離するマイクロ流体デバイスなどについて紹介します．

我々は、体積が数フェムトリットル(10-15ℓ)の溶液アレイデバイスを作成し、これを用いた1分子1分子バイオアッセイを確立してきた。本発表では、この手法の応用例として抗原抗体反応の一種である1分子感度のELISA法（1分子デジタルELISA）を紹介する。1分子デジタルELISA法は通常のELISA法と比較して100万倍まで超高感度化することが示されており、基礎研究のみならず新規分子マーカーの発見や臨床検査への応用が期待されている。そこで、1分子デジタルELISA法のハイスループット化や１細胞解析への応用も紹介したい。

生体超分子には、サイズ均一性、自己組織化能力など、魅力的な性質がたくさんあります。そんな生体超分子の魅力的な性質を活用したナノシム（メモリ、TFT、太陽電池）の作製手法、動作原理、新機能性を詳しく説明し、バイオが拓く新しい半導体技術の未来を予測します。特に今回は、ナノドットを３次元に積層したフローティングゲートメモリ、V溝型の超微細な無接合型トランジスタメモリ、単一ナノドットを用いた抵抗変化型メモリなど新機能デバイスの詳しく紹介します。

ネットワーク構造の長尺単層CNTをゴムに分散させることで、従来のゴムでは実現できなかった数百ナノメートルやマイクロメートルの精度でゴム表面を加工する技術を開発しました。ゴム中で自由自在に変形できる支持材として長尺単層CNTが働き、ゴムの柔軟性と高精緻な形状維持性を両立しました。自由自在にマイクロサイズのゴム表面加工を行うことが可能になり、例えば表面加工することにより濡れ性、密着性、光学特性を制御した高機能ゴムへの応用が期待できます。

高い熱伝導特性・電気伝導性、原子レベルでの平坦性などの優れた特徴を持つ安価で柔軟な大面積グラファイトシート上に高品質半導体結晶成長が可能となれば、新機能フレキシブル大面積半導体素子システムを低価格で実現できると期待されます。我々はパルススパッタ法と呼ばれる新しい結晶成長技術を開発することにより、グラファイト上への窒化ガリウム半導体の高品質薄膜成長を実現しました。この技術を用いて、グラファイト上のフルカラー発光ダイオードや太陽電池などのエレクトロニクス開発を行っています。

燃料電池は小型高出力の電源としてモバイルデバイスへの応用が期待されているが、ポリマー製のプロトン交換膜の劣化や外部からの燃料供給の必要性が課題となっている。一方当研究室では、ガラス基板上に作製した10-1000nmサイズの拡張ナノ流路において水の高いプロトン移動度を発見し、これをプロトン交換に用いる燃料電池を着想した。本発表ではこの燃料電池デバイスと光触媒による水分解を利用した燃料生成デバイスを組み合わせた、自律駆動型光燃料電池の開発について報告する。

鉄含有フェリチンおよびリステリアフェリチンを用いてシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素、グラフェンの均一・高密度・周期的量子ナノ円盤構造の作製に成功し、広範囲なバンドギャップエネルギーの制御を実現した。その結果を基に、高効率量子ドット太陽電池、量子ドットレーザー・LEDへの展開を進めています。これまでの取り組みや得られた成果を紹介します。

イオン液体を可塑剤として、ナノブラシ付与複合微粒子が規則配列積層したコロイド結晶型固体電解質（新概念イオニクス材料）の開発に成功しました。これまでに、対応するイオン種含有塩の添加ならびにブラシ構造の最適化により、リチウムイオン電池、色素増感太陽電池、燃料電池の駆動を実現しており、これらの成果を紹介します。有機溶媒系電解液の液漏れや発火などの危険性を排除でき、また、固体電解質ゆえの様々なメリット（例えば、バイポーラ型電池）を活かし、安全・安心・高性能電池として、その実用化が期待されます。

電子の自転の流れ「スピン流」はマイクロメートルで消失してしまうため殆ど利用されてこなかった。この状況を一変させたのは、ナノテクノロジーの進展である。スピン流生成材料とスピン流電力・動力変換材料をナノスケールで融合させることにより、スピン流の有する多くの特長を従来のエレクトロニクスやメカニクスと結びつけることが可能になり、多岐にわたる有益な物質機能を創出することが可能になった。本ポスターでは、熱と動力に焦点を当て、スピン流の生み出す新しい機能を紹介したい。

金属イオンと有機配位子の錯形成により得られる有機／金属ハイブリッドポリマーは、金属イオンと有機配位子の電子的相互作用によりユニークな電子・光機能の発現が期待されます。これまでに、金属イオンから有機配位子への電荷移動吸収に基づくポリマーの色が、金属イオンの電気化学的酸化還元により、着色⇔消色を繰り返し変えることができるエレクトロクロミック特性を明らかにしてきました。本展示では、この新しいエレクトロクロミック材料を用いた表示デバイスを実演を交えて紹介します。

原子数を制御したサブナノクラスター(SNC)は安定な魔法数クラスター以外の合成は困難で、その触媒活性はよく調べられていません。本研究では、フェニルアゾメチンデンドリマーを用いて原子数の制御された白金SNCを合成し、このSNCをグラファイト化メソポーラスカーボン(GMC)に担持することで、安定な触媒として用いることを可能としました。また、GMC担持Pt12SNC触媒を用いて水素添加反応を実施し、高い触媒活性を示すことをみいだしました。これらの研究成果を紹介します。