| 高分子 Vol.71 No.10 |
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特集 Le Polymère – 考える高分子
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| 展望 COVER STORY: Highlight Reviews |
| ニューロモルフィック技術応用における高分子材料 Polymers in Neuromorphic Device and Technology |
赤井 恵 Megumi AKAI-KASAYA |
| ＜要旨＞ 神経細胞機能模倣（ニューロモルフィック）技術への注目が高まり、多様な材料を利用した素子研究が急増している。高分子もその特徴的な応答特性や生体親和性等が強く意識され報告例を増やしている。メモリスタやシナプス素子と呼ばれる脳型素子の特徴や望まれる性能、AIへの応用展開を整理して解説し、高分子脳型素子の可能性を紹介する。 Keywords: Artificial Neural Network / Reservoir Computing / Neuromorphic Device / Polymer / Synaptic Device / Memristor / Polymer Network / Electrolyte-Gated Polymer Transistors |
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| 自律型分子コンピューティングの現状と未来 The Present and Future of Autonomous Molecular Computing |
佐藤 佑介・公 婧・瀧ノ上 正浩 Yusuke SATO, Jing GONG, Masahiro TAKINOUE |
| ＜要旨＞ DNAの塩基配列を緻密に設計することで、自律的に計算を行う分子（DNA）コンピューターを構築できる。分子コンピューティングの研究には、電子コンピューターに触発されたもの、生命のような知的な分子システムに触発されたものなどさまざまあるが、いずれの研究も幅広い発展の可能性をもっている。本項では、DNAコンピューティングに関するさまざまな研究を紹介する。 Keywords: DNA Nanotechnology / DNA Computing / Autonomous Molecular Computing / DNA Droplet Computer / RTRACS / DNA Storage / DNA Neural Networks / Liquid-Liquid Phase Separation |
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| 高分子のゆらぎを用いたニューロン模倣型エレクトロニクスデバイス素子 Neuron-Mimicking Electronic Device Using Polymer Dynamics |
浅川 直紀 Naoki ASAKAWA |
| ＜要旨＞ モノのインターネットの利用が進む中、人工知能への関心が高まっている。従来のデジタルコンピューターは決定論的に動作するため、生物のもつ突発的な環境変化やモデル化に不向きな環境での適切な動作が困難である。そこで、神経系を模倣したニューロモルフィックデバイスが注目されている。本稿では、物質ベースの確率的情報処理について述べる。 Keywords: Stochastic Resonance / Organic Semiconductor / Neural Network / Neuromorphic Device / Noise-Driven Signal Transmission / Organic Field Effect Transistor / Attractor Selection / Bifurcation |
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| DNAで高分子を「制御」する Precise “Control” of Polymers Using DNA |
葛谷 明紀 Akinori KUZUYA |
| ＜要旨＞ 分子計算や精緻なナノ構造の構築に利用されるなど、高いプログラミング性を有するDNAは、その化学合成法が確立した 有機化合物でもある。このようなDNAを「高分子」と複合化すれば、そのトポロジーや高次構造、ふるまいまでも自在に「制御」することが可能になる。合成高分子、生体高分子のそれぞれをターゲットとする、代表的な取り組みを概説する。 Keywords: DNA / Cyclodextrin / Rotaxanes / Hydrogels / DNA Origami / Molecular Robots |
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| トピックス COVER STORY: Topics and Products |
| 電子・イオン混合伝導体を用いた神経模倣素子 Neuromorphic Device Based on Mixed Conducting Polymer Materials |
山本 俊介 Shunsuke YAMAMOTO |
| ＜要旨＞ This article introduces the neuromorphic studies of organic electrochemical transistors (OECTs) based on polymer blends of a mixed conductor (PEDOT:PSS) and an ion conductor (PSSNa). The addition of an ionic conductor into PEDOT:PSS decreases information retention time in paired-pulse depression (PPD) experiments. Detailed studies of transient properties and modeling demonstrate that the relevant timescales for neuromorphic response are determined by the transient response of the ionic circuit of the OECT. These insights on device response pave the way for a rational design of OECT-based neuromorphic devices. Keywords: Conjugated Polymer / Organic Electronics / Iontronics / Organic Electrochemical Transistors |
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| ナノポア計測によるDNA演算情報の復号化 Nanopore Decoding for DNA Computing and Its Development for Diagnostic Applications |
滝口 創太郎・川野 竜司 Sotaro TAKIGUCHI, Ryuji KAWANO |
| ＜要旨＞ DNA computing has attracted attention as a tool for implementing various mathematical models. However, decoding the output information to a human-recognizable signal generally requires time-consuming processes or fluorescence detection. To employ rapid and label-free decoding, nanopore technology, an emerging tool for single-molecule sensing, is proposed as a promising candidate for the electrical decoding of DNA computations. Nanopores can recognize and identify the individual molecules as an ionic current blockage, leading us to take advantage of the sequence-programmability of DNA. We here briefly review our recent results of nanopore decoding for mathematical DNA computing. In addition to such mathematical applications, DNA computing is expanding the research field to diagnostic applications due to the biocompatibility of DNA. As a real-life application of our proposed method, we here introduce our recent work on nanopore-based microRNA detection and DNA computing-assisted pattern recognition for cancer diagnosis. We believe that nanopore technology paves the way for the social implementation of DNA computing/storage technology. Keywords: Nanopore / DNA Computing / Decoding / MicroRNA / Pattern Recognition / Diagnosis / Liquid Biopsy / Microfluidics |
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| グローイングポリマー Polymer Science and I: A Personal Account |
| がんばらなくっちゃ Keep Tryin’ Keep Tryin’ |
石割 文崇 Fumitaka ISHIWARI |
| ＜要旨＞ Scince my childhood, I have recognized that I was not as smart as others. In this paper, I briefly summarized how I have managed my life up to the present where I serve as a faculty of a university. |
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| 高分子科学最近の進歩 Front-Line Polymer Science |
| PET樹脂のケミカルリサイクル技術の最近の動向 Recent Development of Chemical Recycling Method for Polyethylene Terephthalate (PET) |
田中 真司 Shinji TANAKA |
| ＜要旨＞ Polyethylene terephthalate (PET) resin is an abundant plastic utilized for beverage bottles, fibers, and films. The increasing social attentions on recycling of waste plastics has prompted rapid progress in chemical recycling methods for PET resin. In this article, the author summarized chemical recycling methods for PET resin developed in industry. In particular, recent techniques focused on low-energy processes using a catalytical approach as well as a biochemical approach were described. In addition, a dimethyl carbonate (DMC) using method, which involves utilization of DMC as trapping reagent of ethylene glycol, was highlighted. This DMC method allowed us to isolate dimethyl terephthalate in high yields from PET resin under mild reaction conditions (28～50℃). Keywords: Chemical Recycle / Polyethylene Terephthalate / Catalysis / Transesterification / Depolymerization |
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