【学位論文審査の要旨】
ナノ材料は，特異な電気的，機械的，光学的及び力学的特性を示すことから，近年活発 に研究されている。その中でもナノワイヤーはセンシング材料，導電性塗料，光学材料と して幅広く研究されている。一般にナノワイヤーは溶液法，気相法などにより生成される が，ナノワイヤーを狙った位置に保持・固定化するためには，特別な方法が必要である。
更に一本の任意のナノワイヤーを，狙った位置に配置・固定化する方法についてはほとん ど報告されていない。申請者は，材料表面の任意の微小位置で、複数の試薬を混合し化学 反応をおこし，表面化学修飾を行うマイクロ化学ペンを，ナノワイヤーの位置選択的合成 に初めて適用した。このような原理に基づくナノワイヤーの合成ツールはこれまでに例が なく，新規なものである。
第 1 章は緒言である。ナノワイヤーの特性，生成方法，応用などについての現状，問題 点について議論した。特にナノワイヤーの適切な配置は材料の特性向上，精密なセンシン グには重要であり，そのために幾つかの試みがなされていることを示した。一本のナノワ イヤーを狙った位置に配置する唯一の方法として，原子間力顕微鏡のプローブをペンとし て用いるディップペンリソグラフィー(DPL)がある。本研究で提案するテーパー状ノズル付 き化学ペンとDPLを比較し，本研究の優位性について議論した。
第 2 章では、テーパー状ノズル付きマイクロ化学ペン(CPTNS)の構造，動作原理につい て詳述した。CPTNSは，先端がすぼんだテーパー状の3つのお互いに近接したノズルから なる。これらのノズルは溶媒中に沈めた被修飾材料表面直上に設置した。CPTNSの三本の ノズルのうちの二本から反応試薬を吐出し，他の一本から反応試薬を溶媒と共に吸引した。
これにより反応試薬溶液は層流として送液され，これらの流れ界面で相互拡散層を形成し，
これが反応領域となる。反応試薬の吐出流量，吸引流量，ノズルと材料表面の距離等のパ ラメータについて実験，計算及びシミュレーションを用いて検証し，最適化した。この結
果 CPTNS ではレイノルズ数は極めて小さく，層流条件であること。ペクレ数がノズル内
径に反比例して上昇し，二つのノズルから送液される溶液の相互拡散領域もノズル内径の 二乗に反比例して減少することを見いだした。
第3章では，CPTNSにより銀，炭酸カルシウム，高分子などのナノ・マイクロワイヤー を生成する際の主要なパラメータおよびその影響について詳細に検討した。即ち，ノズル から送液される反応試薬の濃度，吐出・吸引流量，ノズルと材料表面の距離，ノズル内径，
試薬の拡散係数とナノワイヤー形状，描画されるナノワイヤーの線幅などに対する影響を 詳細に検討した。
第4章では，2，3章の結果に基づき酸化スズ，銀ナノワイヤーの生成・描画を行った。
また，ガラス基板上に生成した銀ナノワイヤーの電気抵抗を，自製の電流アンプを用いて 測定した。更にCPTNSにより三本の銀電極(うち一本はナノワイヤー電極)を生成した。試 料としてフェリシアン化カリウム溶液を用い，サイクリックボルタムグラムを測定したと ころ，通常法とほぼ同等の結果を得ることができた。
第5章は結論である。第2～4章の研究内容を総括すると共に，今後の展開について述べ ている。
本論文は新規テーパー形状のノズルを有するナノ・マイクロ化学ペン(CPTNS)の設計と 作製、及び基礎的パラメータの検討と原理検証、更にはその応用に至る研究を行い、極め て優れた成果を上げることができた。開発した CPTNS は，狙った場所に位置選択的にナ ノワイヤーを合成できる。ナノ材料は化学反応で生成可能であればよく，無機，有機材料 ばかりでなく生物材料への応用も可能である。
本法は，化学分野ばかりでなく、物理、生物、機械工学、医学・薬学分野等幅広い分野 への応用も期待され、極めて大きな波及効果が期待される。
以上より，本論文は博士(工学)に十分値するものと判断される。
