生体超分子は、サイズ均一性、自己組織化能力など優れた特性を有しています。DNA情報に基づいて形成された様々な生体超分子に、自己組織化機能を持たせるための分子設計を施し、半導体などの基板上に一次元、二次元、三次元に配列したナノ構造物を形成して機能を発現させます。さらに、自己組織化の素過程を徹底的に解明すると同時に、このコンセプトに基づく様々な高度情報素子（スイッチング素子、メモリ、バイオセンサー、MEMS質量センサー）への応用を検討します。

　本研究では２つのステップの研究を行います。第１のステップは「イオンイメージセンサの医療・生化学分析システムへの展開」です。生体関連物質の動きをリアルタイムで画像化し、細胞レベルでの医療用診断システムを構築します。第２のステップはイオンイメージセンサを元に「細胞などの自己組織化を利用した電子細胞集積回路研究」を行います。細胞ネットワークの柔軟性を用いた“電子細胞集積回路”の構築を目指します。

　タンパク質や細胞の接着、有機・無機材料の析出、などの界面における組織化現象をナノスケールで誘発する技術を創出し、マイクロ構造体へのバイオ・分子機能の搭載を可能にします。そして、この異種融合プロセスを駆使するバイオ-有機-無機複合集積によって、筋肉細胞と電子デバイスが導電性高分子で接続されたハイブリッド細胞チップや、酵素反応で駆動するスイッチ素子などの開発に挑戦します。

　カーボンナノチューブ（CNT）MEMSデバイス産業を実現するための、デバイス基盤製造技術と、異材料とのインテグレーション技術を開発します。ボトムアップの技法と微細加工技術を組み合わせて、CNTの位置・形状を自由自在に制御しながら集積化させ、異材料とインテグレーションさせ、デザインされた機能を有するCNT素子・ナノ（MEMS）デバイスを創製します。

　本研究は、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フィルムである自己組織化グラファイトシート（ボトムアップ）基板上に、トップダウン技術の粋を集めた半導体エレクトロニクスを融合し、高輝度発光素子、高速電子素子、太陽電池やこれらを組み合わせた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することを目的とします。

　本研究では生体材料／機能性分子／半導体からなる複合ゲート構造を構築し、異種材料間における界面ナノ構造を制御することにより、生体分子認識及び細胞機能の発現過程を非標識・非侵襲で電気信号に変換するバイオトランジスタを創製します。バイオトランジスタの動作原理の研究を通して、臨床研究や創薬分野に新たな検査・解析ツールを提供するとともに、バイオテクノロジーとエレクトロニクスを融合する新たな領域の開拓を目指します。