ナノマシンについて

質問

ナノマシンは、どのようなものがあるんでしょうか？
それは、どのように作られているんでしょうか？
教えていただけると幸いです。

回答No.4

inara · ベストアンサー

ナノマシンというのは、一般にマイクロマシンと呼ばれているものの中で、大きさが原子や分子レベルで、その動作原理や物性がナノサイズ特有であったり、細胞の化学反応や筋肉の動作原理を応用したものという意味合いで使われることが多いようです。マイクロマシンをMEMS（メムス：Micro Electro Mechanical System）と言うこともあります。MEMSは電気と機械を組み合わせたマイクロサイズのデバイス（機能素子）という意味なので、単なる歯車はMEMSとは言えませんが、半導体の微細加工技術で作った微小部品を総称してMEMSとかマイクロマシンと言う人もいます。

半導体の微細加工技術とは、フォトマスクと呼ばれる微細白黒パターンを通して、光を基板上に当てて、基板上のフォトレジストにパターンを転写して、その後、そのパターンと同じ模様の溝や薄膜を基板に形成していくものです。LSIの作り方と違う点は、機械的に動く部分を作るために、「犠牲層」というのを用いて中空構造や３次元構造を作る部分です。その他に、機械的な駆動力を生み出すために、微小電磁石など、アクチュエータと呼ばれる構造も一緒に作りこむのもMEMS特有です。具体的な作製方法は資料 [1] を参考にしてください。

ナノは1/1000マイクロメートル、マイクロは1/1000ミリメートルの意味で使うので、ナノマシンはナノメートルサイズということでしょうが、原子の大きさが数十分の１ナノメートル、超LSIの最小サイズが数十ナノメートルですから、相当小さいものです。研究室レベルでは数十ナノメートルの振動子なども作られていますが、多くは数十マイクロメートル（数十分の１ミリメートル）サイズで、しかも、そのサイズなのは厚さだけとか、特定の方向だけとかで、全体がその大きさというのはほとんどないでしょう（たとえ小さく作ってもそれを支える基板、デバイスを入れる容器や配線のために全体が大きくなってしまう）。

マイクロマシンは加速度センサ（車のエアーバッグの衝撃検出）、圧力計（厚さ100ナノメートル程度の膜の変形で圧力差を検出）、高周波信号用のFBAR（Film Bulk Acoustic Resonator）フィルタなどが有名ですが、古くからある、水晶振動子やSAW（表面弾性波：Surface Acoustic Wave）フィルタも、電気信号と機械的振動を互いに変換する機能なので、MEMSの一種です（サイズはマイクロとは言えませんが、半導体製造技術が使われています）。

[1] MEMSの作製方法　http://www.ee.knct.ac.jp/teachers/takakura/zairyo/chapt9.pdf
[2] 圧力センサの作製方法　http://www.device.cs.kumamoto-u.ac.jp/data/pdf/membrane/Poster_pressure%20sensor.pdf

お礼

詳しく質問に答えていただき有り難うございます！！
参考にさせていただきます。

回答No.3

fujic-1990

曖昧な記憶ですが、テレビで、糖分だかなんだか（エネルギー源）を与えるとクルクルと回転するタンパク質だか細胞だか・・・ みたいなものに、大きな腕をとりつけて回転させている・・・ そんな顕微鏡映像を見たことがあります。

　あんなのも、ナノマシーンと言えるのではないでしょうか。

お礼

質問に答えていただき有り難うございます。
いろいろ調べてみたいと思います。

回答No.2

ultraCS

濃度差機関などの試作は行われていますから、動力の問題はいずれ解決できそうです。
残念ながら、今のところ、役に立つような機能を持つものは出来ていません。

お礼

質問に答えていただき有り難うございます。

回答No.1

kikeba

機械という意味のナノマシンはまだ出来ていませんが、
歯車などナノサイズの構造物はあります。

レジストといわれる有機薄膜に極めて細く絞った光で
微小な穴を歯車状にあけて、
その部分にだけ、金属薄膜を形成することで、
ナノサイズの歯車などを作製できます。

お礼

回答有り難うございます！！
他にもナノマシンのものがありましたら是非教えて下さいね。