2023.02.27 更新
1) Redetermination of the Structure of α-Copper Phthalocyanine Grown on KCl, Akitaka Hoshino, Yoshiko Takenaka and Hideki Miyaji, Acta Crystallographica, B59, 393-403 (2003).
2) Epitaxial Growth of Copper and Cobalt Phthalocyanines on KCl, Hoshino Akitaka Yoshiko Takenaka, Masahiro Izukashi, Hideki Yoshida and Hideki Miaji, Japanese Journal of Applied Physics, 43, 4344-4350 (2004).
3) Interface Structure of Epitaxial Polyethylene Crystal Grown on HOPG and MoS2 Substrates, Yoshiko Takenaka, Hideki Miyaji, Akitaka Hoshino, Adam Tracz, Jeremiase K. Jeszka and Iwona Kucinska, Macromolecules, 37, 9667-9669 (2004).
HOPG基板上でのポリエチレンエピタキシャル成長を観察し、界面付近での結晶構造を決定した。その結果、HOPG-ポリエチレン界面付近においては、バルクで見られる斜方晶ではなく単斜晶構造が実現し、基板結晶との格子整合条件を満たす方位にエピタキシャル成長していることが分かった。
4) Morphological Variation in a Toroid Generated from a Single Polymer Chain，Yoshiko Takenaka, Yuko Yoshikawa, Yoshiyuki Koyama, Toshio Kanbe and Kenichi Yoshikawa，Journal of Chemical Physics，123, 014902_1-014902_4 (2005)．
半屈曲性高分子であるDNAは密に折りたたまれた状態（グロビュール状態）からほどけた状態（コイル状態）へと不連続に構造転移する。また一般的に、グロビュール状態ではDNAはドーナツ（トロイド）構造をとることが知られている。そこで本研究では、DNA単分子の分子径、分子鎖長、持続長と、形成するトロイド構造の形状との関係を示す数理モデルを提唱した。
5) Real-time imaging of the somite segmentation clock: revelation of unstable oscillators in the individual presomitic mesoderm cells，Y. Masamizu, T. Ohtsuka, Y. Takashima, H. Nagahara, Y. Takenaka, K. Yoshikawa, H. Okamura and R. Kageyama，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，103 no.5, 1313-1318 (2006).
6) Topology in Morphologies of a Folded Single-Chain Polymer，Yoshiko Takenaka, Damien Baigl and Kenichi Yoshikawa，eds. S. Tanda, T. Matsuyama, M. Oda, Y. Asano and K. Yakubo (World Scientific Publishing Co., 2006)，pp. 108-113.
7) Ultradian oscillations in Stat and Smad signaling and cellular events in response to serum，S.Yoshiura, T.Ohtsuka, Y.Takenaka, H.Nagahara, K.Yoshikawa and R.Kageyama，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，104 11292-11297 (2007).
8) Self-regulation of Gene Activity with Structural Transition of a Giant DNA，Y.Takenaka，RIMS Kokyuroku Bessatsu "Pattern formation problems in dissipative systems" and "Mathematical modeling and analysis for nonlinear phenomena"，edited by M. Kuwamura, M. Nagayama, and T. Ogawa (Japan, 2007), p. 149-163.
9) Large-scale on-off switching of genetic activity mediated by the folding-unfolding transition in a giant DNA molecule: An hypothesis，Y.Takenaka，H. Nagahara, H. Kitahata and K. Yoshikawa, Phys. Rev. E, 77 031905 (2007).
生体内に存在する長鎖DNAは半屈曲性高分子と呼ばれ、密に折りたたまれた状態（グロビュール状態）からほどけた状態（コイル状態）へと不連続に構造転移する。また先行研究によって、グロビュール状態ではDNAの転写活性がOFFとなり、コイル状態ではONとなることが示されている。そこで本研究では、DNAの遺伝子活性制御に不連続な折りたたみ構造変化を取り入れることで、生体内部での制御因子の数揺らぎに強く、かつ大域的な遺伝子活性制御も可能となるモデルを提唱した。
10) Self-organized Spatio-temporal Oscillation Observed in a Chain of Non-oscillatory Cells，Y. Ma, Y. Takenaka and K. Yoshikawa, Postceedings of International Workshop on Natural Computing 2008 edited by Y. Suzuki et al. Springer Verlag, PICT 1, 111-121 (2008).
11) High-aspect-ratio gold nanorods synthesizedin a surfactant gel phase，Y.Takenaka and H. Kitahata, Chem. Phys. Lett., 467 327-330 (2009).
ゲル化した界面活性剤水溶液中で、(短軸)20 nm × (長軸)1000 nm、アスペクト比 ~ 50 程度の特徴的なサイズをもつ金ナノロッドが、収率90%以上で生成することを見出した。成長メカニズムは未だ不明であるが、成長溶液中では金ナノロッドは界面活性剤の二重膜によって安定化されていることから、界面活性剤内部構造の水相部分で成長すると考えられ、ゲル化に伴う界面活性剤内部構造形成の観察が重要であるとの指針を得た。
12) Analysis of the growth process of gold nanorods with time-resolved observation，Y.Takenaka and H. Kitahata, Phys. Rev. E, 80, 020601(R), 1-4 (2009).
金ナノロッドの成長を任意の時間でストップさせ、成長途中の長さを電顕によって直接計測することにより、成長の時間変化を観察した。実験で得られた結果をもとに、金ナノロッド成長モデルを提唱した。さらに、実験とモデルとで結晶核数に相当するパラメータを変化させて、それらの結果を照らし合わせることにより、モデルは非常によく金ナノロッド成長過程を記述していることを示した。
13) Spatiotemporal pattern in somitogenesis: A non-Turing scenario with wave propagation，H. Nagahara, Y. Ma, Y. Takenaka, R. Kageyama and K. Yoshikawa, Phys. Rev. E, 80, 021906, 1-7 (2009).
14) Growth of gold nanorods in gelled surfactant solutions，Y. Takenaka, H. Kitahata, N. L. Yamada, H. Seto and M. Hara, J. Colloid Interface Sci., 356, 111-117 (2011).
金ナノロッドの成長に影響を与える、界面活性剤のゲル化について、そのミクロな内部構造を小角中性子散乱と小角X線散乱によって特定した。その結果、界面活性剤のゲル化とは、ミセル構造からinterdigitateしたラメラ構造への構造変化に対応することが分かった。ゲル化を伴う金ナノロッドの成長過程の途中観察（SEM観察）結果と照らし合わせることにより、ラメラ構造形成による金ナノロッド周りの二重膜の自発曲率低下によって、金ナノロッドの特に短軸長が影響を受けることを明らかにした。
15) Gelation Effect on the Synthesis of High-aspect-ratio Gold Nanorods, Y. Takenaka, H. Kitahata, N. L. Yamada, H. Seto and M. Hara, J. Nanosci. Nanotechnol., 12, 714-718 (2012).
ゲル化した界面活性剤中では、アスペクト比50を超える金ナノロッドが90%を超える収率で生成させる。そこで、本研究ではゲル中で成長する金ナノロッドの成長過程を電子顕微鏡(SEM)によって観察し、ゲル化が金ナノロッド成長過程に与える影響について考察した。
16) Salt Has a Biphasic Effect on the Higher-Order Structure of a DNA－Protamine Complex, N. Makita, Y. Yoshikawa, Y. Takenaka, T. Sakaue, M. Suzuki, C. Watanabe, T. Kanai, T. Kanbe, T. Imanaka and K. Yshikawa, J. Phys. Chem. B, 115 (15), 4453-4459 (2011).
17) Focal conics in a smectic-A liquid crystal in microwrinkle grooves, T. Ohzono, Y. Takenaka and J. Fukuda, Soft Matter, 8(24), 6438-6444 (2012).
18) Control of the long-axis length of gold nanorods through temperature variation, Y. Takenaka, Y. Kawabata, H. Kitahata and T. Ohzono, Chem. Lett. 41, (10), 1173-1175 (2012).
高アスペクト金ナノロッドの長さが決定されるメカニズムについて、成長温度の観点から検討した。その結果、溶液中での金イオンと界面活性剤ミセルとの複合体にかかわる化学平衡が重要であることを示唆した。
19) Effects of surfactant concentration on formation of high-aspect-ratio gold nanorods, Y. Takenaka, Y. Kawabata, H. Kitahata, M. Yoshida, Y. Matsuzawa, T. Ohzono, J. Colloid Interface Sci. 407, 265-272 (2013).
高アスペクト比金ナノロッドの長さが決定されるメカニズムについて、成長溶液に含まれる界面活性剤濃度の観点から検討した。その結果、Chem. Lett. 41, 1173 (2012) で報告したように、金イオンと界面活性剤ミセルとの複合体にかかわる化学平衡が結晶核の自発核形成に影響を与えており、金ナノロッドの長さを決める要因になっていることが分かった。
20) Development of multi-environment dual-probe atomic force microscopy system using optical beam deflection sensors with vertically incident laser beams, E. Tsunemi, K. Kobayashi, N. Oyabu, M. Hirose, Y. Takenaka, K. Matsushige, H. Yamada, Rev. Sci. Instrum, 84, 083701 (2013).
21) Photosystem II antenna phosphorylation-dependent protein diffusion determined by fluorescence correlation spectroscopy, M. Iwai, C.-G. Park, Y. Takenaka, Y. Sako, A. Nakano, Scientific Reports, 3, 2833, 1-7 (2013).
22) Direct Observation of Periodic Swelling and Collapse of Polymer Chain Induced by the Belousov-Zhabotinsky Reaction, Y. Hara, H. Mayama, Y. Yamaguchi, Y. Takenaka, R. Fukuda, J. Phys. Chem. B, 117 (46), 14351–14357 (2013).
23) Autonomous Oscillation of Polymer Chains induced by the Belousov–Zhabotinsky reaction, Y. Hara, Y. Takenaka, Sensors, 14(1), 1497-1510 (2014).
24) Dewetting of a droplet induced by the adsorption of surfactants on a glass substrate, Y. Takenaka, Y. Sumino, T. Ohzono, Soft Matter, 10, 5597-5602 (2014).
ガラス基板上(負に帯電)での陽イオン性界面活性剤液滴の脱濡れ挙動を実験的に観察し、簡単な理論モデルにより現象の理解を行った。臨界ミセル濃度より十分に低い濃度では、ガラス表面への液滴衝突と同時に界面活性剤の疎水的な1重膜ができ、それによって液滴の脱濡れがおこる。一方で、臨界ミセル濃度に近い濃度、およびそれより高い濃度では、ガラス表面への親水的な2重膜の形成と気液界面での界面張力の減少から、液滴の脱濡れ挙動が観察されないことが分かった。
25) Aspect-ratio-controlled Au Nanorods: Preparation and Dispersion toward Applications, Y. Takenaka. "Materials Challenges and Testing for Manufacturing, Mobility, Biomedical Applications and Climate", Springer, 161-165 (2014).
高アスペクト比金ナノロッドの直径は、成長溶液内で金ナノロッドを取り巻いている界面活性剤2重膜の曲率によって決定されると言われている。先行研究では、界面活性剤2重膜の曲率変化を成長温度の変化によって誘発し、金ナノロッドの直径を変化させるという現象証拠が示されていた。本研究では上記の仮説をさらに強固なものとするため、疎水基部分の長さの異なる界面活性剤を用いて金ナノロッドを作り分け、その直径を調べた。その結果、上記の仮説通り、疎水基部分が長くなり界面活性剤2重膜の曲率が低下すると、直径サイズの大きい金ナノロッドが成長することを明らかにした。
26) Global Genetic Response in a Cancer Cell: Self-Organized Coherent Expression Dynamics, M. Tsuchiya, M. Hashimoto, Y. Takenaka, I. N. Motoike and K. Yoshikawa, PLoS One, 9, e97411 (2014).
27) One-pot synthesis of long twin gold nanorods in a gelled surfactant solution, Y. Takenaka, RSC Adv., 5, 34690 - 34695 (2015).
金ナノロッドには、単結晶と双晶の2種類がある。本研究では、平均長1750 nmを超える長い双晶金ナノロッドを、60%以上の比較的高い収率で合成することに成功した。これは、成長場である界面活性剤水溶液のゲル化を利用することで可能となり、多段階の合成プロセスを必要とせずOn-potで合成できる。論文では、この合成法において双晶金ナノロッドの伸長に影響を与えていると考えられた2つのパラメータ（成長溶液内の硝酸イオン濃度と結晶核数）に主に焦点を当て、その影響について詳しく検討した。
28) Light-induced displacement of a microbead through the thermal expansion of liquid crystals, Y. Takenaka, T. Yamamoto, Soft Matter, 13, 1116-1119 (2017).
2枚のガラス基板に挟んだ液晶(ネマチック相)中で、液晶内に分散させた微粒子が光照射によって動くことを見つけた。この運動は、セルに塗布されているポリイミドの光熱変換によって液晶の温度が1度程度上昇し、それに伴う液晶の熱膨張によって引き起こされていることが分かった。一般的に相転移温度の直下で熱膨張の影響は大きくなるが、液晶では熱膨張の効果が水に比べて１～２桁大きいため、微粒子の運動が可視化されたと考えられる。また種々の液晶を混合することで、ネマチックーアイソトロピック相転移温度を調整することができるため、任意の温度で運動を取り出せるのも液晶の特長である。
29) Sandwich‐Type Nanocomposite of Reduced Graphene Oxide and Periodic Mesoporous Silica with Vertically Aligned Mesochannels of Tunable Pore Depth and Size, Z.‐M. Wang, W. Peng, Y. Takenaka, N. Yoshizawa, K. Kosuge, W. Wang and G. A. Ozin, Adv. Funct. Mater., 27, 1704066 (2017).
30) Near-infrared-light-responsive liquid-crystalline composite gels with photo-healing ability, T. Yamamoto, J. Noguchi, M. Kinoshita, Y. Takenaka and H. Kihara, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 662, 38-45 (2018).
31) Molecular Technology, Material Transfer and Spontaneous Motion in Mesoscopic Scale with Molecular Technology, Y. Kageyama, Y. Takenaka and K. Higashiguchi, Wiley-VCH., (2018).
32) Effect of the Crystallization Process of Surfactant Bilayer Lamellar Structures on the Elongation of High-Aspect-Ratio Gold Nanorods, Takamichi Inaba, Yoshiko Takenaka, Youhei Kawabata and Tadashi Kato, J. Phys. Chem. B, 123, 4776-4783 (2019).
ゲル化した界面活性剤内で高アスペクト比金ナノロッドが成長することを我々は明らかにしてきたが、そのメカニズムは不明であった。本研究では、界面活性剤のゲル化（水層を含むラメラ構造）が金ナノロッドの伸長に与える影響を調べるため、C18TABとCnTAB（c=2~16の偶数）の混合界面活性剤を用い、それぞれの界面活性剤内で成長する金ナノロッドの観察、及び各混合界面活性剤の内部構造の時間変化を調べた。その結果、結晶化までの時間が長くラメラ構造が長時間維持される界面活性剤水溶液ほど、長い金ナノロッドを成長できることが分かった。論文ではまた、ラメラ構造とミセル構造との共存状態が重要であることも示した。
33) Directed assembly of gold nanorods by microwrinkles, Yoshiko Takenaka, Yoko Matsuzawa and Takuya Ohzono, Chem. Lett., 48, 1292-1295 (2019).
シリコン基板とマイクロリンクル基板との間に、金ナノロッドの水分散液を閉じ込め、水の蒸発に伴って生じる金ナノロッドの自己集合構造を調べた。マイクロリンクル基板の表面には、幅0.4 ～ 30 μmの溝(微小皺)が平行に並んでいる。２つの基板間に閉じ込められた金ナノロッドは、微小皺の幅と金ナノロッド分散液の数密度に依存して、基板に平行に寝るパターン、基板に垂直に立つパターン、微小皺幅より十分狭い感覚で並列に並ぶパターンという、３つの異なるパターンを示した。
34) Nematic Liquid-Crystal Necklace Structure Made by Microfluidics System, Y. Takenaka, Miha Skarabot and Igor Musevic, Langmuir, 36, 3234−3241 (2020).
マイクロ流路デバイスを用いて、液晶液滴がネックレス状に連なった構造を作製した。この液晶ネックレス構造は、直径数十μｍの液晶液滴が、液晶と高分子との複合体からなる紐状構造でつながった形をしている。従来の液晶ネックレス構造とは異なり、液晶液滴内部に異物がないため、Whispering Gallery Modeを利用した光学素子への応用が期待できる。論文では、液晶ネックレス構造の詳細構造や、液晶と高分子との複合体からなる紐状構造部分の弾性率、液晶ネックレス構造の光特性について示している。
35) 界面活性剤のゲル構造を利用した金ナノロッド合成, 武仲能子, Account of Materials & Surface Research（和文：材料表面）, 材料表面研究会, 5, 183-188 (2020).
36)Fibrous self-assembly of liquid crystal made by self-organisation, Y. Takenaka, D. Sato and T. Yamamoto, Liquid Crystals Today, in press.