【手続補正書】
【提出日】平成18年3月14日(2006.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む荷電粒子の流れ用のナノデバイスを有する装置
−重合体箔（３）により第一（４）および第二（５）の区画に分離された各区画（４、５）が、直流電圧（Ｕ１）電源（８）に接続された電極（６、７）を含む電解槽容器（２）；
−該箔（３）を貫通する少なくとも１つの選択的に非対称の貫通孔を形成する細孔（９）、ここにおいて該細孔（９）は以下を備える
−該箔（３）の表側（１１）の直径が数ナノメートルから約１ナノメートルまでの幅の狭い開口部（１０）、および
−該箔（３）の裏側（１３）の直径が数十ナノメートルから数百ナノメートルの幅の広い開口部（１２）；
−該表側（１１）の該狭い開口部（１０）を取り囲む導電層（１４）；
−該箔（３）の該表側（１１）の該導電層（１４）に接続されて、該ナノデバイス（１）内の荷電粒子の該第一の区画（４）から該第二の区画（５）への流れ、およびその逆方向の流れを制御するゲート電圧（Ｕ２）電源（１５）。
【請求項２】
該選択的に非対称の細孔（９）が選択的に円錐状の細孔であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該選択的に非対称の細孔（９）が該広い開口部（１２）から該狭い開口部（１０）向きに漏斗形状をした細孔であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
該非対称の細孔（９）が該狭い開口部（１０）から該広い開口部（１２）向きに直線的なラッパ状をした細孔であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項５】
該箔（３）がポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の装置。
【請求項６】
該箔（３）が任意の重合体、選択的にはポリイミドを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の装置。
【請求項７】
該箔（３）がポリカーボネートを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
該ナノデバイス（１）がイオン選択性であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載の装置。
【請求項９】
該表側（１１）の該狭い開口部（１０）を取り囲む該導電層（１４）が金を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一に記載の装置。
【請求項１０】
該表側（１１）の該狭い開口部（１０）を取り囲む該導電層（１４）が酸化インジウムを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一に記載の装置。
【請求項１１】
該表側（１１）の該狭い開口部（１０）を取り囲む該導電層（１４）がゲート電極（１７）であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一に記載の装置。
【請求項１２】
該箔（３）の該裏側（１３）が、該広い開口部（１２）を取り囲む導電層（１４）によって覆われることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一に記載の装置。
【請求項１３】
該ナノデバイス（１）が、重イオン、高分子イオン、生体分子イオン、イオン化二量体、イオン化オリゴマーあるいはイオン化重合体ＤＮＡまたはイオン化インスリンの荷電粒子の流れを制御またはオン・オフ切替するために適用されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一に記載の装置。
【請求項１４】
以下のステップを含む請求項１から１３の一に記載の装置に含まれるナノデバイス（１）の作製方法：
−該箔を貫通するイオントレースを形成するために少なくとも１つの高加速イオンを重合体箔（３）の膜に照射する；
−該イオントレースをエッチングする；
−該エッチングされた箔（３）を乾燥させる；
−該狭い開口部（１０）を消失させることによって該表側（１１）に導電層（１４）を堆積させる；
−該導電層（１４）をその裏側（１３）からエッチングすることによって該狭い開口部（１０）を所定の直径まで再び開ける。
【請求項１５】
１つの蒼鉛イオンが１０〜１５ＭｅＶの範囲のエネルギーまで加速され、該重合体箔（３）に照射されて該イオントレースを形成する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
該イオントレースが苛性溶液によってエッチングされる請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
該苛性溶液が９mol/l  ＮａＯＨを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
該イオントレースが室温にてエッチングされる請求項１４から１７の一に記載の方法。
【請求項１９】
該堆積が、該表側（１１）に金属または半導体をスパッタリングすることによって行われる請求項１４から１８の一に記載の方法。
【請求項２０】
該イオントレースをエッチングする前に該箔（３）の該表側（１１）を粗くした請求項１４から１９の一に記載の方法。
【請求項２１】
ＫＦ（フッ化カリウム）溶液で満たされ、該膜によって分離され、該イオントレースをエッチングするために密閉されている２槽からなる電解槽に、該膜が挿入される請求項１４から２０の一に記載の方法。
【請求項２２】
該狭い開口部（１０）を再び開けることを行う前に、導電性テープが該導電層（１４）に貼り付けられる請求項１４から２１の一に記載の方法。
【請求項２３】
導電性テープによって該表側（１１）を覆われた該箔が、本項ではＮａＦで満たされた槽からなる電解槽に再挿入される請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
膜内に有する最大直径が数百ｎｍの細孔によって、ここにおいて該大きい細孔は導電材料でできた第三の電極を提供するために層にセットアップされ、該細孔は様々なイオンの種類に関して選択的でないものとし、導電層上の電位（Ｕ２）に膜を通過する際に加えられた電位差（Ｕ１）を重ね、その与えられた電圧構成により、イオンを促進または停止するイオンの流れを制御する方法。
【請求項２５】
該膜は、１ｃｍ２当たり１０７個の細孔を含み、メチレンブルー色素で染色されている請求項２４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
好ましい方法においては、該イオントレースを形成するために、少なくとも１つの蒼鉛イオンが１０〜１５ＭｅＶの範囲のエネルギーまで加速され、該重合体箔に向かって照射される。この蒼鉛イオンは、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドおよび／またはポリカーボネートでできた箔に適用される場合に特に有利である。このトレースは、苛性溶液によってエッチングされることが好ましく、このような溶液は９mol/l  ＮａＯＨを含むことができる。この苛性溶液は、イオントレースを室温でエッチングすることができるという利点を有する。イオントレースに沿って非対称の細孔をエッチングした後、箔の表側に、金や酸化インジウムの層のような導電層をスパッタリング技法によって堆積させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
電極６の電位が正である場合、イオン＋のような正に荷電された粒子が、箔３の非対称の細孔９を、箔３の裏側１３の広い開口部１２から当該箔３の表側の狭いまたは小さな開口部１０へ強制的に通過させられる。箔自体は、約３０ｍｍの直径Ｄおよび１２μｍの厚さｄを有する円板である。本実施形態において、箔の材料は、ポリエチレンテレフタレートであり、その中心に比エネルギーが１１．４ＭｅＶの１つの蒼鉛イオンが照射され、該細孔９を形成するために室温にて９mol/l  ＮａＯＨ中で片側からエッチングされる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ナノデバイス１の性能の評価は、１２μｍの厚さの直径３０ｍｍの円板内の１つの細孔について行われる。９mol/l  ＮａＯＨ中でこのような細孔をエッチングする目的で、この円板または膜を電解槽の２槽間に挿入し、これら２槽に圧力をかけることによって密閉する。エッチングプロセスが終了したら、重合体箔３を槽から取り出して乾燥させる。次のステップでは、狭い開口部１０を有する表側１１に金層１４をスパッタリングする。次に、この表側の金層上に導電性テープ片を貼り付ける。ここで、箔を各槽がフッ化カリウムで満たされている電解槽に再挿入する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
【図１】電解質中の荷電粒子の流れを制御するナノデバイスを有する装置の概略図である。
【図２】電解質中の荷電粒子の流れを制御するナノデバイスの機能原理を示す図である。
【図３】ナノデバイスの性能を評価する実験的なセットアップ構成を示す図である。
【図４】細孔の開口部が小さいまたは狭い側に金層を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）箔内の１つの円錐状の細孔の電流−電圧特性を、膜箔の両面に０．１mol/l  ＫＦを適用して示す図である。
【図５ａ】カリウムイオンの流れの２方向に「ゲート電圧」を印加しない場合の時系列の例を示す図である。
【図５ｂ】カリウムイオンの流れの２方向に「ゲート電圧」を印加した場合の時系列の例を示す図である。