Research press release

マイクロ構造体がレールを進む

Nature Materials

Microstructures stay on track

誘導「レール」機構を利用することによって高分子マイクロ構造体を自己組織化させる手法が、Nature Materials(電子版)に報告される。この方法を利用して、再生医療向けに生体細胞の2次元パターンを作製することや、シリコンデバイスを操作してマイクロチップをパッケージングすることが可能になるかもしれない。

マイクロメートルのスケールでは、ロボット工学などの従来型組み立て技術が適用できない場合が多く、最終製品の誤差につながる可能性もある。S Kwonらは、マイクロ流体チャネル内でマイクロ構造体の組織化を誘導する方法を考案し、50個以上のマイクロ構造体からなる複雑な構造体を作り上げている。プロセス開始時に使用されたマイクロ構造体はすべて生成物に組み込まれ、異なる形状の構造体も特定の場所に誘導することが可能である。したがって、例えばエッフェル塔やギリシャの神殿、コンピュータのキーボードなどを二次元で描くことが可能である。

この方法では、チャネルの上面に溝すなわち「レール」が形成されており、高分子マイクロ構造体はこれに合うよう相補的な形状になっている。流体を利用したほかの組織化法と異なり、それらの構造体は、チャネル中の流体の流れの方向に移動するのではなく、レールに沿って誘導される。

A technique for the self-assembly of polymeric microstructures, which works by using a guiding ‘rail’ mechanism, is reported online this week in Nature Materials. The method could be used for manufacturing two-dimensional patterns of living cells for tissue engineering and manipulating silicon devices for microchip packaging.

On the micrometre scale, conventional assembly techniques such as robotics are often not applicable, and can result in errors in the final product. Sunghoon Kwon and colleagues devised a way to guide the assembly of microstructures within microfluidic channels, and make complex structures composed of more than 50 individual ones. All the microstructures used at the start of the process are incorporated in the product and different shapes can also be guided to specific locations, allowing the construction of two-dimensional representations of, for example, the Eiffel Tower, a Greek temple and a computer keyboard.

The method works by introducing a groove or ‘rail’ into the top surface of the channels and a complementary shape in the polymeric microstructure. In contrast to other fluidic assembly routes, the structures are guided along the rail rather than moving in the exact direction of fluid flow in the channel.

doi: 10.1038/nmat2208

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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