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分子デバイスおよび分子マシン
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〜ナノワールドへの誘い〜
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［コードNo.07NTS171］
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■体裁／
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Ｂ５判・４９６頁
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■発行／
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２００６年 １０月 ６日
(株)エヌ・ティー・エス
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■定価／
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３７,８００円（税込価格）
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※ 本書は試読頂けます ※
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「試読希望」とお書き添え下さい
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世界をリードする研究を続ける、Vincenzo Balzani,Alberto Credi,Margeritha Venturiによる編纂「Molecular Devices and Machines −A Journey into the Nanoworld」の翻訳版。
分子デバイス・分子マシンの基本的なコンセプトから超分子種の合成と特性の概論、そして様々な応用に向け、最近の文献から採用された最新研究と開発状況を具体的かつ体系的に解説。
今世紀前半の最もホットな研究分野の一つである分子デバイス・分子マシンの開発と実用を担う研究者・技術者必携の書
原書「Molecular Devices and Machines −A Journey into the Nanoworld」WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA,Weinheim |
| 監訳者 まえがき |
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わが国の繁栄には科学技術の振興が必要欠くべからざるものであるという考えから、1995年に科学技術基本法が制定された。これにもとづく第２次及び第３次科学技術基本計画では、広範な分野に大きな波及効果を持つナノテクノロジー・材料の研究が重点４分野の一つとして取り上げられた。デバイスやマシンのサイズをマイクロメートル（10-6 m）からナノメートル（10-9 m）の領域に持ち込むことによって、高密度・小型化、高速化や省資源・エネルギーを可能とすることが目標となっている。これには大別して従来のシステムをマイクロからナノにダウンサイジングする「トップ・ダウン」方式と、サブ・ナノの原子分子を集積させる「ボトム・アップ」の方式とがある。Balzaniらによる本書は、後者の方式を総合的に扱った名著である。
化学者は19世紀後半から合成化学の手法を磨いて、サブ・ナノメートルの分子からなる物質を任意に作り出すことができるようになった。その後高分子合成が可能となり、20世紀の終わり頃からは、分子性物質を集積させ巨大分子や分子集合体を作り出す方法を明らかにしてナノサイズに到達してきた。これらを分子デバイス・分子マシンにする研究も始まっているが、まだプロトタイプの研究が多く、溶液中の非コヒーレントな分子の性質・挙動にとどまり、実用に耐える固体の分子デバイス・分子マシンとなっているとは言いがたい。
本書は、化学者に対しては、ナノサイズのデバイスやマシンに到達するには、何が必要なのかを適切に論じている。また物性物理学者、IT科学技術者に対しては、分子からのアプローチがどこまで進んで、どのような可能性を秘めているかを具体的かつ体系的に示している。廣瀬千秋博士は光化学・分光学の専門家であり、短期間に完成度の高い翻訳原稿を作成された。有機化学を背景に持つ岩村は、これと相補的に、化合物の名称、構造式、化学反応について特に目を配った。
ナノサイエンスには、ボトム・アップの出発点というだけでなく、このサイズの原子．分子に特徴的な量子サイズ効果がある。これをデバイスに組み込むことができれば、概念的にも革新的なデバイス・マシンの誕生が期待される。また、これら研究の成果は、科学技術基本計画のその他の重点分野である情報通信（IT）及びライフサイエンスの研究に対しても大きな波及効果が期待される、21世紀の初頭で最もホットな研究分野の一つである。若手研究者の挑戦を期待し、本訳書がその一助となればと願う。 |
| 2006年9月 岩村秀 |
| 原書編者 |
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| V. Balzani、A. Credi、M. Venturi |
| 詳細目次 |
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| Chapter1 概論 |
| 1 | 分子レベルのデバイス（素子）とマシン（機械） |
| 2 | 素子と機械の小型化（ミニチュア化） |
| 3 | トップダウンアプローチ |
| 4 | ボトムアップアプローチ |
| 5 | （多元）超分子の化学 |
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| PART１ 電子および電子エネルギーのプロセシングを行うためのデバイス |
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| Chapter2 電子移動およびエネルギー移動の基本原理 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 光誘起型の電子移動過程とエネルギー移動過程 |
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| Chapter3 分子導線および関連系 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 伝導率測定 |
| 3 | 電極における電子移動過程 |
| 4 | 光誘起電子移動 |
| 5 | 不均一型光誘起電子移動 |
| 6 | エネルギー移動 |
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| Chapter4 電子移動過程およびエネルギー移動過程のスイッチング |
| 1 | はじめに |
| 2 | 電子移動過程のスイッチング |
| 3 | エネルギー移動過程のスイッチング |
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| Chapter5 光捕集アンテナ |
| 1 | はじめに |
| 2 | 天然のアンテナ系 |
| 3 | ポルフィリンをベースにした配列 |
| 4 | 多重発色団型のシクロデキストリン |
| 5 | デンドリマー |
| 6 | その他の系 |
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| Chapter6 光誘起電荷分離と太陽エネルギーの変換 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 自然界の反応中心 |
| 3 | 人工の反応中心 |
| 4 | ハイブリッド型の反応系 |
| 5 | 太陽エネルギーの人工変換 |
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| PART２ メモリ、論理ゲート、および関連系 |
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| Chapter7 双安定システム |
| 1 | はじめに |
| 2 | フォトクロミックシステム |
| 3 | ホスト−ゲスト相互作用の変調 |
| 4 | 蛍光スイッチ |
| 5 | キロオプティカルスイッチ |
| 6 | 光化学反応を用いる生体分子スイッチ |
| 7 | エレクトロクロミックシステム |
| 8 | 酸素還元スイッチ |
| 9 | 他のシステム |
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| Chapter8 多状態−多機能システム |
| 1 | はじめに |
| 2 | 双フォトクロミック超分子システム |
| 3 | 光化学的入力と他の刺激の組み合わせ |
| 4 | 多電子型酸化還元過程 |
| 5 | 電気化学的入力と化学的入力の組み合わせ |
| 6 | 多重化学入力 |
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| Chapter9 論理ゲート |
| 1 | はじめに |
| 2 | 論理ゲートの基本概念 |
| 3 | 分子スイッチによる論理ゲート |
| 4 | 基本的な論理ゲート |
| 5 | 組み合わせ型論理 |
| 6 | ニューラル型システム |
| 7 | 分子スイッチ間の通信 |
| 8 | オリゴヌクレオチドをベースにした計算 |
| 9 | 分子ベースの電気回路 |
| 10 | むすび |
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| PART３ 分子スケールのマシン |
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| Chapter10 分子マシンの基本原理 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 分子マシンのコンセプト |
| 3 | エネルギー源 |
| 4 | その他の要請 |
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| Chapter11 自発的なマシン型運動 |
| 1 | はじめに |
| 2 | ローター（回転子） |
| 3 | はめば歯車（コグホイール） |
| 4 | 歯車（ギア） |
| 5 | 水かき車（パドルホイール） |
| 6 | 回転腕木（ターンスタイル） |
| 7 | ブレーキ（制動装置） |
| 8 | ラチェット（歯止め装置） |
| 9 | 分子回転儀（ジャイロスケーン）と回転儀（ジャイロスコープ） |
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| Chapter12 開閉および転位に関連する運動 |
| 1 | はじめに |
| 2 | アロステリック（活性部位移動）運動 |
| 3 | ピンセットと銛（ハルプーン） |
| 4 | ホスト−ゲストシステムの組織化−解組織化の制御 |
| 5 | タンパク質およびDNAにおける立体配座変化 |
| 6 | 分子ロック |
| 7 | 金属イオンの転座 |
| 8 | イオンチャネル |
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| Chapter13 回転運動 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 自然界の回転モーター |
| 3 | ハイブリッド型回転モーター |
| 4 | 人工系における回転運動 |
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| Chapter14 輪通し（スレッド）・輪抜き（アンスレッド）運動 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 化学駆動型の運動 |
| 3 | 電気化学駆動型の運動 |
| 4 | 光化学駆動型の運動 |
| 5 | 不均一システム |
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| Chapter15 直線運動 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 自然界のリニアモーター |
| 3 | ロタキサンにおける直線運動 |
| 4 | 表面および固体担持体への ロタキサン連結 |
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| Chapter16 知恵の輪分子カテナンにおける運動 |
| 1 | はじめに |
| 2 | 化学的に駆動された運動 |
| 3 | 電気化学的に駆動された運動 |
| 4 | 光化学的に駆動された運動 |
| 5 | 今後の展望 |
| 6 | 表面および固体担持体へのカテナンの連結 |
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| 略語索引 |
| キーワード索引 |
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