CN103732534A - 多孔性结构体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光催化活性、电特性等优异的功能性材料。多孔性结构体10具备：第1标的材料20和第2标的材料凝集成的凝集体30，所述凝集体30附着于所述第1标的材料20，位于包围所述第1标的材料20的周围的位置，所述凝集体具备多个第1空孔部32以及多个第2空孔部34，所述第1空孔部32在所述凝集体中集中在靠近所述凝集体的所述第1标的材料，所述第2空孔部34散布分散在所述凝集体中。

Description

多孔性结构体及其制造方法
技术领域
本发明涉及多孔性结构体。具体的涉及具有导电性、光催化特性等的有用的特性的多孔性结构体、使用该多孔性结构体作为功能性材料的电子元件、以及它们的制造方法。
背景技术
例如，氧化钛通过被光照射，由于光能从而在氧化钛粒子的表面产生具有还原力的电子和具有氧化力的空穴。是使用这些电子的还原力以及空穴的氧化力的功能性材料，尝试作为具有抗菌功能、除臭功能、大气净化功能、防污功能、产氢功能、电荷分离功能等的功能的功能性材料的应用（非专利文献1）。
例如，如果使用由于照射的光而在氧化钛粒子表面产生的氧化力从而氧化羟基离子的话，可以产生具有强氧化力的自由基。该自由基由于其氧化力而能够具有杀菌功能、分解乙醛、氨等的臭味物质的消臭功能、分解空气中的NOx、甲醛等的有害物质的空气净化功能、以及分解灰尘等的防污功能。
此外，也尝试使用产生的氧化还原力来电解水，并产生氧和氢，从而使用氢作为清洁能源。进一步地，将由于照射的光而使氧化钛粒子产生的电子取出到外部，从而可以作为太阳能电池工作。
考虑为了更加提高使用氧化钛的功能性材料的性能，从而使使用氧化钛的功能性材料的表面积进一步增大，并使电特性进一步提高。
即，通过使使用氧化钛的功能性材料的表面积增大，从而使具有通过照射光的能量而产生的还原力的电子和具有氧化力的空穴的总数增加。此外，通过使导电性等的电特性提高，可以降低通过照射光而激发的电子与空穴的再结合的几率。结果就可以得到更多的电荷，可以得到更强的氧化力。
作为使使用氧化钛的功能性材料的表面积提高的方法，可知有使氧化钛成为微细粒子状的技术。具体的，通过水解钛离子络合物制造氧化钛的纳米粒子（专利文献1）。进一步地，已知有使用脉冲激光形成氧化钛的纳米粒子、氧化钛的纳米粒子的膜的方法（专利文献3），使用大气压原子层沉积法使氧化钛的纳米粒子沉积，从而形成多孔性层的技术（专利文献4）。
具有纳米碳纳米管（以下称为CNT。）、碳纳米角等的碳晶体结构的纳米石墨结构体（碳纳米材料），考虑其电特性以及结构通过构筑与其他的纳米材料的复合体，被期待在电功能性材料、催化剂以及光功能性材料等中的应用，进一步地被期待在医疗技术等中的应用。
报告了这样的例子，构筑具有碳晶体结构的CNT和氧化钛的混合物材料，从而使使用氧化钛的功能性材料的电特性提高。作为使氧化钛与CNT的表面结合的方法，已知对CNT进行酸处理的例子（非专利文献2、非专利文献3）。
作为使氧化钛与CNT的表面结合的方法，已报告了例如通过使用钛氟络合物的析出反应，使氧化钛在碳纳米材料的表面析出的方法。此外，作为不进行酸处理并使CNT和氧化钛结合的技术，已知使用CNT结合性材料和氧化钛结合性材料的方法。具体的已报告了，使用由苯乙烯和马来酸构成的混合聚合物材料，使CNT和氧化钛等金属氧化物粒子结合的技术（专利文献2）；通过使用CNT结合肽以及氧化钛结合肽融合的35个氨基酸残基构成的多肽，CNT的表面用氧化钛涂膜，并使CNT的电特性变化的技术（非专利文献4）。
如非专利文献4所公开的，特别是使用肽的情况下，首先，利用CNT结合肽将CNT用肽涂膜，由钛结合肽的活性促进钛从钛络合物向CNT的表面析出，从而使肽的周围用钛涂膜。进一步地，通过加热使析出的钛氧化成为氧化钛，将CNT用氧化钛涂膜。
已知这样的例子，形成内含金属纳米粒子的钛膜时，能够限定内腔的轮廓的多肽，内腔内形成能够容纳金属的铁蛋白的24聚体，并且使用使该铁蛋白的24聚体与钛结合肽融合的蛋白质（非专利文献5）。
色素敏化太阳能电池由于即使是在使用有机材料的太阳能电池中也是具有高光电转换效率的，因此受到注意。该色素敏化太阳能电池中使用的有光电转换功能的材料可列举分光敏化色素吸附于半导体材料的表面的材料，所述分光敏化色素是作为在可见光范围中有吸收的光敏化色素发挥作用的。
例如，作为色素敏化太阳能电池的半导体材料已知有这样的例子：使用通过使用钛氟络合物的析出反应将CNT的表面用氧化钛覆盖的结构体的例子，使用仅仅使该结构体中的CNT烧掉的结构体的例子（专利文献5、专利文献6、专利文献7以及专利文献8）。
此外，还报告了使用多金属盐酸盐（polyoxometalate），从而用钛对碳纳米管进行表面涂层的技术（非专利文献6）。
进一步地，作为色素敏化太阳能电池的光电极材料，已知使用用病毒来捆扎的多根CNT中使二氧化钛析出的纳米复合体例子（非专利文献7）。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】国际公开第2007/074436号
【专利文献2】国际公开第2008/127396号
【专利文献3】国际公开第2008/118533号
【专利文献4】国际公开第2009/040499号
【专利文献5】日本专利特开2010－24133号公报
【专利文献6】日本专利特开2010－24134号公报
【专利文献7】日本专利特开2010－208941号公报
【专利文献8】日本专利特开2010－24135号公报
【非专利文献】
【非专利文献1】M.A.Fox and M.T.Dulay,Chem.Rev.,1993,vol.93,p.341.
【非专利文献2】D.Eder,Chem.Rev.,2010,Vol.110,p.1348.
【非专利文献3】A.Kongkanand et al.,Nano Lett.,2007Vol.7p.676.
【非专利文献4】M.J.Pender et al.,Nano Lett.,2006,vol.6,No.1,p.44.
【非专利文献5】K.Sano et al.,Nano Lett.,2007,vol.7,No.10,p.3200.
【非专利文献6】Bin Fei et al.,Nanotechnology,2006,vol.17,p.1589.
【非专利文献7】X.Dang et al.,Nature Nanotechnology.,2011,Vol.6,p.377.
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，上述以往的技术公开的例如使用氧化钛的功能性材料，其光催化活性、电特性等并不充分。
具体的，在制造功能性材料时进行酸处理这样的化学处理的情况下，CNT的电特性降低，因此例如构筑与氧化钛结合的结构体也有不能得到所希望的电特性的情况。
如果使用CNT结合肽和氧化钛结合肽融合的多肽的话，CNT的化学处理等就不是必要的，因此CNT自身的电特性不会降低。然而由于多肽的尺寸小，使氧化钛的表面积更加增大、光催化活性、电特性等进一步地提高比较困难。
制造色素敏化太阳能电池时，使敏化色素吸附于半导体材料（功能性材料）时，通过使具有数μm～数十μm左右厚度的多孔性半导体材料构成的结构体浸渍于色素吸附用溶液中来进行，所述色素吸附用溶液是使敏化色素溶解于乙醇等的有机溶剂中的溶液。因此，即使具有假定半导体材料构成的结构体能够吸住充分量的敏化色素的比表面积、表面粗糙度系数，在多孔性半导体材料构成的结构体的内部也不具有能够增大表面积的空孔部的话，多孔性半导体材料构成的结构体中实际上也不能坦持充分量的敏化色素。
因此，需要具备光催化活性、电特性等优秀，此外例如能够更多地坦持敏化色素的结构的功能性材料。
【解决课题的手段】
本发明是鉴于上述课题做成的。本发明人专心研究结果发现，通过使用具有规定结构的融合蛋白多聚体，能够制造光催化活性、电特性等优异的功能性材料，并完成本发明。
即，本发明提供下述的［1］～［40］。
[1]一种多孔性结构体，包含第1标的材料和第2标的材料凝集成的凝集体，所述凝集体附着于所述第1标的材料，位于包围所述第1标的材料周围的位置，
所述凝集体具备多个第1空孔部以及多个第2空孔部，所述第1空孔部在所述凝集体中集中在靠近所述第1标的材料，所述第2空孔部分散在所述凝集体中。
[2]如[1]所述的多孔性结构体，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
[3]如[1]或者[2]所述的多孔性结构体，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的多孔性结构体，其进一步地含有与所述第2标的材料不同的金属粒子，所述金属粒子配置于所述第1空孔部。
[5]如[4]所述的多孔性结构体，所述金属粒子是从由氧化铁、镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌以及镉硒构成的组中选择的金属纳米粒子。
[6]如[5]所述的多孔性结构体，所述金属粒子是氧化铁纳米粒子。
[7]如[1]～[5]任一项所述的多孔性结构体，所述第1空孔部的直径在5nm～15nm的范围内。
[8]如[1]～[7]任一项所述的多孔性结构体，多个所述第1空孔部各自的距所述第1标的材料表面的距离在1nm～500nm的范围内，且是相同的。
[9]一种电子设备，含有作为功能性材料的[1]～[8]任一项所述的多孔性结构体。
[10]如[9]所述的电子设备，其是太阳能电池。
[11]如[10]所述的电子设备，所述太阳能电池含有作为电极材料或者作为电极上配置的功能性材料的所述多孔性结构体。
[12]如[11]所述的电子设备，是色素敏化太阳能电池。
[13]一种多孔性结构体的制造方法，包含以下工序：
制备复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料结合，进一步地使所述第2标的材料或者第2标的材料的前体与所述融合蛋白多聚体结合，制备所述融合蛋白多聚体与所述第1标的材料和所述第2标的材料或者第2的标的材料的前体结合而成的复合体；所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成；所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；
形成凝集体的工序，即烧制所述复合体从而使所述融合蛋白多聚体消失，从而形成所述凝集体；所述凝集体位于包围所述第1标的材料的周围的位置，附着于所述第1标的材料；所述凝集体具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部。
[14]如[13]所述的多孔性结构体的制造方法，其中
所述制备复合体的工序是制备由所述融合蛋白多聚体与所述第1标的材料和所述第2标的材料前体结合而成的复合体的工序，
所述形成凝集体工序是通过烧制所述复合体使所述融合蛋白多聚体消失，且将所述第2标的材料的前体作为第2标的材料，从而形成所述凝集体的工序。
[15]如[14]所述的多孔性结构体的制造方法，所述制备复合体的工序是，使所述第2标的材料的前体与所述融合蛋白多聚体结合的同时，在所述第1标的材料的周围析出所述第2标的材料的工序。
[16]如[13]～[15]任一项所述的多孔性结构体的制造方法，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
[17]如[13]～[16]任一项所述的多孔性结构体的制造方法，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
[18]如[13]～[17]任一项所述的多孔性结构体的制造方法，所述融合蛋白多聚体进一步包含：所述内腔中内含的与所述第1标的材料不同的金属粒子；
形成所述第1空孔部进一步含有所述金属粒子的凝集体。
[19]如[18]所述的多孔性结构体的制造方法，所述金属粒子是从由氧化铁、镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌以及镉硒构成的组中选择的金属纳米粒子。
[20]如[19]所述的多孔性结构体的制造方法，所述金属粒子是氧化铁纳米粒子。
[21]一种电子设备的制造方法，含有使用[1]～[8]任一项所述的多孔性结构体作为功能性材料，从而形成功能性结构的工序。
[22]一种色素敏化太阳能电池的制造方法，包含如下工序：
准备具备透明电极的基板的工序；.
得到复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料结合，得到结合体，使所述结合体与第2标的材料或者第2标的材料的前体结合而得到复合体；所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；.
将含有所述复合体的材料装载在所述透明电极上的工序；.
在所述透明电极上形成含有多孔性结构体的结构的工序，所述多孔性结构体含有凝集体，所述凝集体通过烧制所述透明电极上的所述材料，使所述融合蛋白多聚体消失而形成，所述凝集体含有所述第2标的材料，位于包围所述第1标的材料的周围的位置，附着于所述第1标的材料；所述凝集体具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部，以及分散的多个第2空孔部；
将敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；和.
注入电解液后将所述光电极和对电极封口的工序。
[23]如[22]所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，以使所述复合体的终浓度不足1重量%的方式形成含有所述多孔性结构体的结构。
[24]如[23]所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，以使所述复合体的终浓度在0.06重量%～0.5重量的范围内的方式形成含有所述多孔性结构体的结构。
[25]一种色素敏化太阳能电池的制造方法，包含如下工序：
准备具备透明电极的基板的工序；.
形成多孔性结构体的工序，使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料结合得到结合体，使所述结合体与所述第2标的材料或者第2标的材料的前体结合得到复合体，烧制所述复合体使所述融合蛋白多聚体消失，从而形成具备凝集体的多孔性结构体；所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；所述凝集体包含所述第2标的材料，并位于包围所述第1标的材料的周围的位置，附着于所述第1标的材料，具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部；
将含有所述多孔性结构体、所述第2标的材料或者第2标的材料的前体的材料装载于所述透明电极上的工序；
加热处理所述透明电极上的所述材料，从而在所述透明电极上形成含有所述多孔性结构体的结构的工序；
将敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；和
注入电解液后将所述光电极和对电极封口的工序。
[26]如[22]～[25]任一项所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
[27]一种色素敏化太阳能电池的制造方法，包含如下工序：准备具备透明电极的基板的工序；
使作为第1标的材料的1根以上的碳纳米管以在所述基板的厚度方向延展的方式排列在所述透明电极上的工序；
得到复合体的工序，使具有内腔的融合蛋白多聚体与所述碳纳米管结合，得到结合体，使所述结合体与第2标的材料或者第2标的材料的前体结合得到所述复合体，所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述碳纳米管结合的第1肽部分、能够与第2标的材料的前体结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；
在所述透明电极上形成含有多孔性结构体的结构的工序，所述多孔性结构体含有凝集体，通过烧制所述混合物，使所述融合蛋白多聚体消失得到所述凝集体，所述凝集体含有所述第2标的材料，位于包围所述碳纳米管的周围的位置，附着于所述碳纳米管；所述凝集体具有集中在靠近所述碳纳米管的多个第1空孔部，以及分散的多个第2空孔部；
将敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；和.
注入电解液后将所述光电极和对电极封口的工序。
[28]如[27]所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，使作为第1标的材料的1根以上的碳纳米管以在所述基板的厚度方向延展的方式排列在所述透明电极上的工序包含：使无机材料吸附于基板上的工序、以所述无机材料作为种子使碳纳米管成长从而得到碳纳米管排列基板的工序、和将所述碳纳米管排列基板上的所述碳纳米管转印到透明电极上的工序。
[29]如[28]所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，使所述无机材料吸附于所述基板上的工序是使尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质排列并吸附于基板上的工序。
[30]如[29]所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，使所述无机材料吸附于所述基板上的工序是，使用所述基板被设置了硅氧化膜后而得的基板，使所述无机材料内含性蛋白质排列并吸附于所述硅氧化膜上的工序。
[31]如[29]或者[30]所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，所述无机材料内含性蛋白质是从铁蛋白、Dps蛋白、CDT蛋白或者它们的改性蛋白中选择的1种以上的蛋白质。
[32]如[22]～[31]任一项所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
[33]一种色素敏化太阳能电池，可以通过[22]～[32]任一项所述的制造方法得到。
[34]一种色素敏化太阳能电池，包含：
具备透明电极的基板；.
光电转换层，是设置于所述透明电极上的光电转换层，所述光电转换层包含多孔性结构体，所述多孔性结构体坦持着敏化色素；所述多孔性结构体含有第1标的材料和凝集体，所述凝集体含有第2标的材料，位于包围所述第1标的材料的周围的位置，并附着于所述第1标的材料；所述凝集体具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部；.
封口部，使所述光电极和对电极相对，并且以所述光电极以及所述对电极与电解液接触的方式封口。
[35]一种色素敏化太阳能电池，包含：
具备透明电极的基板；.
光电转换层，是设置于所述透明电极上的光电转换层，包含以在所述基板的厚度方向延展的方式排列的作为第1标的材料的1根以上的碳纳米管和多孔性结构体，并且所述多孔性结构体坦持着敏化色素；所述多孔性结构体具有凝集体，所述凝集体包含所述第2标的材料，位于包围所述碳纳米管的周围的位置，附着于所述碳纳米管，并包含集中在靠近所述碳纳米管的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部；.
封口部，使所述光电极和对电极相对，并且以所述光电极以及所述对电极与电解液接触的方式封口。
[36]如[33]所述的色素敏化太阳能电池，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
[37]如[34]～[36]任一项所述的色素敏化太阳能电池，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
[38]一种碳纳米管排列基板的制造方法，是1根以上的碳纳米管以在厚度方向延展的方式排列的碳纳米管排列基板的制法，
包含以下工序：使尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质排列吸附于基板上的工序，和以所述无机材料内含性蛋白质中内含的无机材料作为种子使碳纳米管成长的工序。
[39]如[38]中所述的碳纳米管排列基板的制造方法，尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质排列吸附于基板上的工序，是通过使用设置了硅氧化膜的基板使所述无机材料内含性蛋白质吸附于所述硅氧化膜上进行的。
[40]如[38]或者[39]所述的碳纳米管排列基板的制造方法，所述无机材料内含性蛋白质是从铁蛋白、Dps蛋白、CDT蛋白或者它们的改性蛋白中选择的1种以上的蛋白质。
【发明效果】
本发明的多孔性结构体具有光催化活性、电特性等的优异的性能。本发明的多孔性结构体作为具有抗菌功能、除臭功能、空气净化功能、防污功能、产氢功能等的功能性材料，能够适用于各种电子设备中。因此，能够提供更高性能的太阳能电池、半导体装置等。此外，本发明的多孔性结构体作为医疗、生物学研究等的领域中使用的功能性材料也是有用的。
附图说明
图1A是多孔性结构体的示意性平面图。
图1B是显示在图1A的IB-IB点划线所示的位置处截断的多孔性结构体的截面的示意性图（1）。
图1C是显示在与图1B同样的位置处截断的多孔性结构体的截面的示意性图（2）。
图1D是显示在与图1B同样的位置处截断的多孔性结构体的截面的示意性图（3）。
图1E是显示在与图1B同样的位置处截断的多孔性结构体的截面的示意性图（4）。
图2A是显示色素敏化太阳能电池的实施方式的示意性图（1）。
图2B是显示色素敏化太阳能电池的实施方式的示意性图（2）。
图3A是显示色素敏化太阳能电池的制造工序的示意性图（1）。
图3B是显示色素敏化太阳能电池的制造工序的示意性图（2）。
图3C是显示色素敏化太阳能电池的制造工序的示意性图（3）。
图3D是显示色素敏化太阳能电池的制造工序的示意性图（4）。
图4是显示CNHBP－Dps－TBP（CDT）和CNT的复合体的透射型电子显微镜图像的图。
图5是显示在CNHBP－Dps－TBP（CDT）和CNT的复合体中添加钛前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜图像的图。
图6是显示分别EDS剖析图5中所示的Box004以及Box005包围的范围的情况下得到的峰的图。
图7是显示在CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体中添加前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜图像的图。
图8是显示在CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体中添加钛前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜图像的图。
图9是显示在分散了CNT的溶液中添加钛前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜的图像的图。
图10是显示内腔中具有氧化铁纳米粒子的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体的透射型电子显微镜图像的图。
图11是在内腔中具有氧化铁纳米粒子的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体中添加钛前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜的图像的图。
图12是显示烧制用钛涂膜的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体得到的结构体的扫描型电子显微镜图像的图。
图13A是显示在500℃下烧制用钛涂膜的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT复合体得到的结构体的透射型电子显微镜图像的图。
图13B是在600℃下烧制用钛涂膜的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体得到的结构体的透射型电子显微镜图像的图。
图13C是显示在700℃下烧制用钛涂膜的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT复合体得到的结构体的透射型电子显微镜图像的图。
图13D是显示在800℃下烧制用钛涂膜的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT复合体得到的结构体的透射型电子显微镜图像的图。
图14是显示烧制用钛涂膜的CNHBP-Dps-TBP（CDT）和CNT的复合体得到的结构体的XRD分析的结果的图。
图15是显示色素敏化太阳能电池的电流-电压特性的图表（1）。
图16是显示色素敏化太阳能电池的电流-电压特性的图表（2）。
图17是显示色素敏化太阳能电池的电流-电压特性的图表（3）。
图18是显示得到的CcDT的透射型电子显微镜图像的图。
图19是显示确认CcDT和CNT的结合的结果的图表。
图20是显示确认CcDT和氧化钛的结合的结果的图表。
图21是显示CDZ的透射型电子显微镜图像的图。
图22是显示由于CDZ而来源于硫酸锌水溶液的白色沉淀的形成的图。
图23是显示CDZ和CNT结合的复合体的透射型电子显微镜图像的图。
图24是显示色素敏化太阳能电池的电流-电压特性的图表（4）。
图25是显示色素敏化太阳能电池的电流-电压特性的图表（5）。
图26是SEM剖析的在硅基板上合成的CNT的照片图。
图27A是显示CDT和CNT的混合溶液的透射型电子显微镜图像的照片图。
图27B是显示CDT和CNT的混合溶液的透射型电子显微镜图像的照片图。
图28是SEM剖析的硅基板上合成的CNT的照片图。
图29A是CDT和TBF的比为1：1合成的CNT的照片图。
图29B是CDT和TBF的比为1：2合成的CNT的照片图。
图29是CDT和TBF的比为2：1合成的CNT的照片图。
图30是SEM剖析的CNT和Fe-CD的复合体的照片图。
【符号说明】
10  多孔性结构体
20  第1标的材料
30  凝集体
32  第1空孔部
34  第2空孔部
36  金属粒子
38  第3空孔部
40  敏化色素
52  第1基板
54  第2基板
62  透明电极
64  对电极
70  光电转换层
80  电解液
90  封口部
100 色素敏化太阳能电池
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，各图只不过是在能够理解发明的程度上，示意性地显示构件的形状、大小以及配置。本发明并不是以下的记述限定的物质，各构件在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当变更。
此外以下的说明中使用的各图中，对于同样的构件用、相同的符号表示，有省略重复的说明的情况。
1.多孔性结构体的构成
（1）多孔性结构体的实施方式1
参照图1A以及图1B对多孔性结构体的实施方式1进行说明。图1A是多孔性结构体的示意性平面图。图1B是显示在图1A的IB-IB点划线所示的位置处截断的多孔性结构体的截面的示意性图（1）。
如图1A以及图1B所示，多孔性结构体10包含第2标的材料凝集成的凝集体30和第1标的材料20，所述第1标的材料20选自由金属材料、硅材料以及碳材料构成的组中任一个，所述凝集体30附着于所述第1标的材料20，位于包围所述第1标的材料20周围的位置，所述凝集体30具备多个第1空孔部32以及多个第2空孔部34，所述第1空孔部32在所述凝集体30中集中在靠近所述第1标的材料20，所述第2空孔部34分散在所述凝集体中30。
多孔性结构体10具有细长的杆状（棒状）的形状。多孔性结构体10的长度方向的平均长度L1，例如考虑适用于电子设备的话，从电特性、光学特性的观点出发优选10nm～100μm左右，特别优选50nm～20μm左右。
多孔性结构体10具有第1标的材料20。第1标的材料20位于多孔性结构体10的与长度方向垂直的方向的多孔性结构体10的直径的大致中心处的芯状中。
作为第1标的材料20可列举例如无机材料以及有机材料、或者导体材料、半导体材料以及磁性体材料。具体的作为第1标的材料20可列举金属材料、硅材料、碳材料、低分子化合物（例如，卟啉等的生物物质、放射性物质、荧光物质、色素、药物）、聚合物（例如，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯或者聚（L-乳酸）等的疏水性有机聚合物或者传导性聚合物）、蛋白质（例如，寡肽或者多肽）、核酸（例如，DNA或者RNA、或者核苷、核苷酸、寡核苷酸或者多核苷酸）、糖类（例如，单糖、寡聚糖、多聚糖）、脂质。
作为第1标的材料20的金属材料可列举例如，金属以及金属化合物。作为金属可列举例如钛、铬、锌、铅、锰、钙、铜、钙、锗、铝、镓、镉、铁、钴、金、银、铂、钯、铪、碲。作为金属化合物，可列举例如金属氧化物、硫化物、碳酸盐、砒化物、氯化物、氟化物以及碘化物、及金属间化合物。作为金属氧化物的例子，举例各种氧化物。对于这样的氧化物以钛的氧化物（氧化钛）作为例子说明的话，作为钛氧化物可列举例如一氧化钛（CAS号12137-20-1）、二氧化钛（CAS号13463-67-7）、二氧化钛（锐钛矿、anatase：CAS号1317-70-0）、二氧化钛（金红石：1317-80-2）、三氧化二钛（CAS号1344-54-3）。更具体的作为金属化合物，可列举如上所述的钛氧化物、氧化铬、氧化锌、氧化铅、氧化锰、沸石、碳酸钙、氧化铜、氧化锰钙、氧化锗、氧化铝、氧化铪、钛锆酸铅、砒化镓、硫化锌、硫化铅、硫化镉、铂铁、铂钴、镉碲。
作为第1标的材料20的硅材料可列举例如，硅或者硅化合物。作为硅化合物可列举例如硅的氧化物（例如一氧化硅（SiO）、二氧化硅（SiO2））、碳化硅（SiC）、硅烷（SiH4）、硅酮橡胶。
作为第1标的材料20的碳材料可列举例如碳纳米材料（例如，碳纳米管（CNT）、碳纳米角（CNH））、富勒烯（例如，C60富勒烯）、石墨烯片、石墨。
作为第1标的材料20的例子，如果考虑多孔性结构体10适用于电子设备的话，优选从金属材料、硅材料以及碳材料构成的组中选择的材料。作为第1标的材料20优选选自于碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组的碳材料，特别优选碳纳米管（CNT）。
本实施方式以及后述实施方式中，具体的说明作为第1标的材料20使用CNT的例子。CNT从形状的观点出发，可分类为单层碳纳米管、多层碳纳米管、扶手椅型碳纳米管、手性型碳纳米管、Z字形碳纳米管等。此外，CNT从电特性的观点出发分类为金属型、半导体型。多孔性结构体10中可以使用的CNT没有特别限定，考虑多孔性结构体10中要求的特性，可以选择任意适宜的CNT。
进一步地，作为CNT可以使用具有各种的直径（粗细）的平均长度D2的CNT。多孔性结构体10中使用的CNT的直径D2以及纵横比没有特别的限定。多孔性结构体10中使用的CNT，例如考虑适用于电子设备的话，从电特性、光学的特性的观点出发，优选长度方向的平均长度L2为10nm～100μm左右，特别优选50nm～20μm左右。多孔性结构体10中使用CNT的纵横比（长度方向的平均长度L2/与长度方向垂直的方向的直径的平均长度D2）优选5～50000。长度方向的平均长度L2以及与长度方向垂直方向的直径的平均长度D2例如可以通过用电子显微镜观察来测定。
多孔性结构体10具有凝集体30。凝集体30通过许多个第2标的材料连续地凝集（结合）构成。凝集体30拥有多孔性的海绵状的形状。
作为第2标的材料的例子可列举例如无机材料以及有机材料、或者导体材料、半导体材料以及磁性体材料。具体的作为这样的标的材料可列举金属材料、硅材料、碳材料、低分子化合物（例如，卟啉等的生物物质、放射性物质、荧光物质、色素、药物）、聚合物（例如，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯或者聚（L-乳酸）等的疏水性有机聚合物或者传导性聚合物）、蛋白质（例如，寡肽或者多肽）、核酸（例如，DNA或者RNA、或者核苷、核苷酸、寡核苷酸或者多核苷酸）、糖类（例如，单糖、寡聚糖、多聚糖）、脂质。
作为金属材料可列举例如，金属以及金属化合物。作为金属可列举例如钛、铬、锌、铅、锰、钙、铜、钙、锗、铝、镓、镉、铁、钴、金、银、铂、钯、铪、碲。作为金属化合物，可列举例如金属氧化物、硫化物、碳酸盐、砒化物、氯化物、氟化物以及碘化物、及金属间化合物。作为金属氧化物的例子，可列举各种氧化物。
对于这样的氧化物以钛的氧化物（氧化钛）作为例子说明的话，作为钛氧化物可列举例如一氧化钛（CAS号12137-20-1）、二氧化钛（CAS号13463-67-7）、二氧化钛（锐钛矿、anatase：CAS号1317-70-0）、二氧化钛（金红石：1317-80-2）、三氧化二钛（CAS号1344-54-3）。更具体的，作为金属化合物，可列举如上所述的钛氧化物、氧化铬、氧化锌、氧化铅、氧化锰、沸石、碳酸钙、氧化铜、氧化锰钙、氧化锗、氧化铝、氧化铪、钛锆酸铅、砒化镓、硫化锌、硫化铅、硫化镉、铂铁、铂钴、镉碲。
作为金属材料，优选使用通过多孔性结构体的制造方法中使用的融合蛋白（融合蛋白多聚体）的析出作用能够析出的金属材料。（详细内容如后面所述。）
作为硅材料可列举例如，硅或者硅化合物。作为硅化合物可列举例如硅的氧化物（例如一氧化硅（SiO）、二氧化硅（SiO2））、碳化硅（SiC）、硅烷（SiH4）、硅酮橡胶。
在将多孔性结构体10作为色素敏化太阳能电池的功能性材料使用的情况下，第2标的材料优选氧化钛、氧化锌。
作为第2标的材料的氧化钛、氧化锌的晶体结构没有特别的限定。
包含氧化钛作为第2标的材料的多孔性结构体10适用于色素敏化太阳能电池的情况下，优选包含由锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛以及板钛矿型氧化钛构成的组中的至少1种，从对于光的活性的观点考虑，更优选锐钛矿型氧化钛。另外，氧化钛的晶体结构，可以通过X射线衍射法、拉曼光谱分析法等测定。
多孔性结构体10适用于色素敏化太阳能电池的情况下，作为第2标的材料的氧化钛的平均粒径，从容易吸附敏化色素、高效的吸收光的观点出发，优选10nm～100nm，优选10nm～20nm。
此外，多孔性结构体10适用于色素敏化太阳能电池的情况下，使用氧化锌作为第2标的材料的情况下，氧化锌的平均粒径，从容易吸附敏化色素、高效的吸收光的观点出发，优选20nm～500nm。
另外，平均粒径可以通过例如电子显微镜（SEM）观察等测定。
多孔性结构体10可以包含的第2标的材料不仅是1种，还可以是两种以上。
多孔性结构体10作为例如蓄电池的功能性材料使用的情况下，从电特性的观点考虑，作为第2标的材料可以使用镍、铁、镉、锂、能够与它们形成化合物（镍化合物、铁化合物等）的金属。
多孔性结构体10作为例如电容器的功能性材料使用的情况下，从电特性的观点考虑，作为第2标的材料可以使用钛以及其化合物、钽以及其化合物、铝以及其化合物等。
多孔性结构体10作为例如透明电极的功能性材料使用的情况下，从电特性的观点考虑，作为第2标的材料可以使用铟锡氧化物（ITO）、锌锡氧化物（ZTO）、掺氟二氧化锡（FTO）等。
多孔性结构体10作为例如燃料电池的功能性材料使用的情况下，从电特性、催化活性的观点考虑，作为第2标的材料可以使用铂以及其化合物等。
凝集体30附着于第1标的材料20，位于包围第1标的材料20周围的位置。凝集体30的外形与多孔性结构体10的外形一致。即，凝集体30（多孔性结构体10）具有以第1标的材料20作为芯的细长的杆状的形状。
凝集体30的厚度T1，即与多孔性结构体10的长度方向垂直的方向的从第1标的材料20和凝集体30的界面到凝集体30（多孔性结构体10）的表面的距离，从使用多孔性结构体10的设备（例如蓄电池、催化剂）、多孔性结构体10要求的特性等方面考虑，可以是任意适宜的距离（厚度T1）。凝集体30的厚T1优选5nm～1000nm，更优选10nm～100nm。
特别是多孔性结构体10作为太阳能电池的功能性材料使用的情况下，凝集体30的厚度T1优选5nm～500nm，从防止载流子的再结合的观点出发，更优选10nm～100nm。
因而多孔性结构体10的纵横比（长度方向的平均长度L1/与长度方向垂直的方向的直径的平均长度D1）优选大约1～10000。
凝集体30具有多个第1空孔部32。多个第1空孔部32集中在靠近第1标的材料20。即，多个第1空孔部32特异地位于第1标的材料20的附近。多个第1空孔部32，多个第1空孔部32各自的距第1标的材料20的表面的距离S1（在相对于第1标的材料20的表面垂直的、通过第1空孔部32的中心的方向上，第1标的材料20的表面与第1空孔部32的轮廓的距离），任一个都位于仅以相同距离（等距离）离间的位置，且以包围第1标的材料20的方式排列。
本说明书中的“相同”是指实际上的相同的意思，是包含在不损害本质上的功能的程度轻微差别，不可避免的可能产生的并非有意的轻微差别的意思。
此处的“相同距离”是指距离实际上是相同的的意思，是在不损害多孔性结构体10的功能的程度的距离的差别，是例如在制造工序中不可避免的产生的程度的距离的差别，比较对于各个第1空孔部32的距离S1的情况下存在的被允许的差别的意思。
第1空孔部32，具有大致球形的形状。多个第1空孔部32，任一个都具有大致相同的形状以及径（直径）D3。第1空孔部32的形状以及直径D3来源于多孔性结构体10的制造工序中使用的融合蛋白多聚体的形状等（详细的如后所述）。第1空孔部32的直径D3，在其形状是例如球形的情况下的直径，用透射型电子显微镜、扫描型电子显微镜测定的情况为5nm～15nm的范围内左右。
多个第1空孔部32通常存在于凝集体30的厚度内。然而，多个第1空孔部32的全部或者一部分可以面向凝集体30的表面以及第1标的材料20的表面中的至少一面开口。
第1空孔部32和第1标的材料20的距离S1，即与多孔性结构体10的长度方向垂直的方向的第1空孔部32与第1标的材料20和凝集体30的界面的距离S1，考虑到多孔性结构体10中要求的特性可以是任意适宜的距离。距离S1，如果考虑导电性等的电特性、与第1标的材料20的贴合性等的话，优选例如1nm～500nm，更优选5nm～100nm。
距离S1，在多孔性结构体10特别适用于色素敏化太阳能电池的情况下，考虑由光照射而产生的载流子的寿命和移动距离的话，优选1nm～500nm，更优选5nm～100nm。
凝集体30具有多个第2空孔部34。多个第2空孔部34分散在凝集体30中。即，多个第2空孔部34不规则地分散在凝集体30整体中。
多个第2空孔部34的形状并不是同样的，可以有大致球形、杆状等各种形状。多个第2空孔部34的尺寸（直径、长度）也不是同样的，是不均一的。第2空孔部34和第1空孔部32可以如下进行区别，第2空孔部34：其轮廓的形状、尺寸不均一，分散于凝集体30的整体中，与此相对的，第1空孔部32：其轮廓的形状是大致相同的大致球形，且第1空孔部32的全部都特异地集中在距离第1标的材料20的表面大致等距离的位置。
第2空孔部34和第1空孔部32可以通过例如电子显微镜（SEM）观察等区别。
多个第2空孔部34通常存在于凝集体30的厚度内。然而，多个第2空孔部34的一部分可以面向凝集体30的表面以及第1标的材料20的表面中的至少一面开口。此外，第2空孔部34也可以与第1空孔部32连通。
实施方式1的多孔性结构体10的凝集体30中具有多个第1空孔部32。因此多孔性结构体10的表面积可以通过第1空孔部32，特别是在多孔性结构体10的厚度内极其地大。
如果这样的多孔性结构体10特别是作为色素敏化太阳能电池的功能性材料使用的话，特别是在多孔性结构体10的厚度内，由于第1空孔部32能够坦持大量的敏化色素。因此可以进一步提高色素敏化太阳能电池的光电转换效率。
例如，凝集体30是由氧化钛、氧化锌构成，第1标的材料20为CNT的多孔性结构体10特别作为色素敏化太阳能电池的功能性材料使用的情况下，基于入射光，坦持了敏化色素的多孔性结构体10分离出的大量的电子能够没有再结合并迅速地传递到CNT中，进一步地通过CNT迅速地取出到外部。
（2）多孔性结构体的实施方式2
参照图1C对多孔性结构体的实施方式2进行说明。图1C是与图1B同样地显示多孔性结构体的截面的示意性图。
如图1C所示，实施方式2的多孔性结构体10进一步地包含配置于第1空孔部32，并可以与第2标的材料不相同的金属粒子36。
金属粒子36可以接合于限定出第1空孔部32的轮廓的凝集体30的壁面，也可以与壁面相离间。
进一步地多孔性结构体10包含的金属粒子36的全部或者一部分，作为金属薄膜36a被认为是薄膜。金属薄膜36a可以覆盖凝集体30中的限定出第1空孔部32的轮廓的壁面的一部分或者全部。
多孔性结构体10具有第1标的材料20、由第2标的材料构成的多孔性海绵状的凝集体30。凝集体30具有多个第1空孔部32、多个第2空孔部34。对于这些金属粒子36以外的构件，在（1）多孔性结构体的实施方式1中已经说明了，因此详细的说明就省略了。
金属粒子36优选选自于氧化铁、镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌、以及镉硒构成的组的金属纳米粒子。多孔性结构体10中可以使用的金属粒子36没有特别限定，考虑多孔性结构体10中要求的特性，可以选择任意适宜的金属粒子36。
实施方式2的多孔性结构体10作为例如太阳能电池的功能性材料使用的情况下，作为具有光吸收能力的金属粒子36可以使用量子点，即，镉硒、硫化镉、氧化锌等。多孔性结构体10作为例如半导体存储器的功能性材料使用的情况下，作为能够使电荷状态变化的金属粒子36可以使用镍、钴、氧化铁。
多孔性结构体10包含的金属粒子36不仅是1种，还可以是两种以上。
实施方式2的多孔性结构体10，其凝集体30的多个第1空孔部32中具有金属粒子36。因此，除了通过实施方式1的多孔性结构体10得到的已经说明了的作用效果之外，金属粒子36还能进一步提高多孔性结构体10的功能、附加多孔性结构体10的可见光吸收能力、红外线吸收能力、电荷保持能力等的新的功能。
如果实施方式2的多孔性结构体10特别是作为量子点型太阳能电池的功能性材料使用的话，能够得到在广波长范围内具有吸收的电极。因此可以进一步提高光电转换效率。
（3）多孔性结构体的实施方式3
参照图1D对多孔性结构体的实施方式3进行说明。图1D与图1B同样是显示多孔性结构体的截面的示意性图。
如图1D所示，实施方式3的多孔性结构体10不具有第1标的材料20，在已经说明了的实施方式1中的该多孔性结构体10中，第1标的材料20存在的范围变成了第3空孔部38。
即，多孔性结构体10具有第2标的材料构成的多孔性海绵状的凝集体30。凝集体30具有多个第1空孔部32、多个第2空孔部34。
对于这些第3空孔部38以外的构件，已经说明了因此赋予了相同的符号省略了详细的说明。
第3空孔部38位于与多孔性结构体10的长度方向垂直的方向的多孔性结构体10的直径的大致中心的芯状处，并且具有向多孔性结构体10的长度方向延展的棒状的形状。
第3空孔部38的直径D2以及纵横比没有特别的限定。第3空孔部38的直径D2优选1nm～20nm，特别优选5nm～10nm，长度方向的平均长度优选10nm～100μm，特别优选50nm～20μm。第3空孔部38的长度方向的长度L2以及与直径D2例如可以通过用电子显微镜观察来测定。
实施方式3的多孔性结构体10的凝集体30中除了具有第1空孔部32以及第2空孔部34之外还具有第3空孔部38。因此根据实施方式3的多孔性结构体10，可以进一步地使多孔性结构体10的表面积增大。此外，根据实施方式3的多孔性结构体10，可以使光的透过性更加提高，因此可以作为例如透明电极的导电性材料使用。如果实施方式3的多孔性结构体10特别是作为燃料电池、太阳能电池的电极的功能性材料使用的话，通过进一步提高光的透过性可以作为多孔性电极。因此可以进一步提高催化活性和光电转换效率。
（4）多孔性结构体的实施方式4
参照图1E对多孔性结构体的实施方式4进行说明。图1E与图1B同样是显示多孔性结构体的截面的示意性图。
如图1E所示，实施方式4的多孔性结构体10与实施方式3的多孔性结构体10同样，不具有第1标的材料20，并且在实施方式1中的该多孔性结构体10中，第1标的材料20存在的范围变成了第3空孔部38。
此外，实施方式4的多孔性结构体10与实施方式2的多孔性结构体10同样，包含配置于第1空孔部32，并与第2标的材料不相同的金属粒子36。
对于第3空孔部38、金属粒子36，已经分别在实施方式3、实施方式2中说明了，因此，此处省略掉详细的说明。
实施方式4的多孔性结构体10的凝集体30中除了具有第3空孔部38之外，第1空孔部32中还具有金属粒子36。因此，实施方式4的多孔性结构体10特别地如果作为半导体存储器、电容器的功能性材料使用的话，半导体存储器的存储量能够进一步增加，电容器的电容量能够进一步增大。
2.多孔性结构体的使用方式
多孔性结构体10可以作为催化剂、抗菌材料、除臭材料、防污材料使用。此外，多孔性结构体10可以作为例如色素敏化太阳能电池等的太阳能电池、燃料电池、产氢装置、存储元件、电容器、晶体管等的电子设备（电子元件）的功能层的功能性材料使用。具体的作为太阳能电池的电极材料，例如色素敏化太阳能电池的光电转换层（光电极）的功能性材料、电容器的介电层的功能性材料、晶体管的半导体层的功能性材料，进一步地这些电子设备的电极（透明电极）的功能性材料是有用的。
已经说明了的实施方式中的该多孔性结构体10可以作为上述电子设备的功能性结构的主要组分使用。此外，多孔性结构体10也可以作为功能性结构中的附加（辅助的）组分作为使用。
多孔性结构体作为太阳能电池的电极材料使用的情况下，可以作为例如作为形成层的电极中包含的组分使用，或者例如，与电极接合（粘合），即电连接等，从而配置于电极上使用。
多孔性结构体10例如作为色素敏化太阳能电池中的光电转换层的功能性材料使用的情况下，光电转换层可以包含0.1重量%～100重量%左右的多孔性结构体10作为组分。
多孔性结构体10例如作为抗菌材料、除臭材料、防污材料中的光催化剂的功能性材料使用的情况下，光催化剂层可以包含0.1重量%～100重量%左右的多孔性结构体10作为组分。
多孔性结构体10作为附加组分使用的情况下，共存的主成分可以与第2标的材料、第2标的材料的前体不相同。
3.多孔性结构体的制造方法
接着对于上述多孔性结构体10的制造方法进行说明。另外，对于已经说明了的构件赋予相同的符号并省略对其的详细说明。
多孔性结构体10的制造方法，包含以下工序：制备复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料20结合，进一步地使所述第2标的材料或者第2标的材料的前体与所述融合蛋白多聚体结合，制备所述融合蛋白多聚体与所述第1标的材料20和所述第2标的材料或者第2的标的材料的前体结合而成的复合体，所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料20结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；形成凝集体的工序，即烧制所述复合体从而使所述融合蛋白多聚体消失，从而形成所述凝集体30，所述凝集体30位于包围所述第1标的材料20的周围的位置，附着于所述第1标的材料20；所述凝集体30具有集中在靠近所述第1标的材料20的多个第1空孔部32以及分散的多个第2空孔部34。
首先准备第1标的材料20以及融合蛋白多聚体。第1标的材料20可以使用任意适宜的从市场购买的各种材料。
构成多孔性结构体10的制造方法中使用的融合蛋白多聚体的融合蛋白可以包含：能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分、及能够与第1标的材料20结合的第1肽部分以及能够与第2标的材料结合的第2肽部分。
以下对于构成多孔性结构体10的制造方法中使用的融合蛋白多聚体的融合蛋白的具体的构成制造方法进行说明。
术语“能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分”是指，具有通过多肽部分的缔合而形成内部具有空间的多聚体的能力的多肽部分。作为这样的多肽部分，已知有几个蛋白质。例如，作为这样的多肽部分可列举能够形成具有内腔的24聚体的铁蛋白以及能够形成具有内腔的多聚体的铁蛋白样蛋白质。作为能够形成具有内腔的多聚体的铁蛋白样蛋白质，可列举例如能够形成具有内腔的12聚体的Dps。
能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分可以是来源于微生物、植物以及动物等的任意的生物的天然产生的蛋白质，或者可以是天然产生的蛋白质的突变体。以下，有将能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分仅仅称为多肽部分的情况。
一个实施方式中，能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分是Dps。本发明中使用的术语“Dps（DNA-binding protein from starved cells）”是指能够形成具有内腔的12聚体的蛋白质。术语“Dps”中包含天然产生的Dps或者或者其突变体。作为天然产生的Dps的突变体，与天然产生的Dps同样地，优选形成12聚体时，其N末端部以及C末端部能够露出到12聚体的表面。另外，Dps根据其来源细菌种类的不同有被称为NapA、噬菌体铁蛋白、Dlp或者MrgA的情况，此外，Dps中已知DpsA、DpsB、Dps1、Dps2等亚类。（参见T.Haikarainen and A.C.Papageorgion,Cell.Mol.Life Sci.,2010vol.67,p.341）。因而，本发明中的术语“Dps”也包含这些别名称呼的蛋白质。
能够生产Dps的微生物没有特别的限定。作为能够产生Dps的微生物，可列举例如属于以下属的细菌：李斯特菌（Listeria）属、葡萄球菌（Staphylococcus）属、芽孢杆菌属（Bacillus）属、链球菌（Streptococcus）属、弧菌属（Vibrio）属、埃希菌（Escherichia）属、布鲁菌（Brucella）属、疏螺旋体（Borrelia）属、分枝杆菌（Mycobacterium）属、弯曲菌（Campylobacter）属、蓝细菌（Thermosynechococcus）属、异常球菌（Deinococcus）属、以及棒状杆菌（Corynebacterium）属。
作为属于李斯特菌属的细菌，可列举例如，英诺克李斯特菌（Listeriainnocua）、单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）。作为属于葡萄球菌属的细菌，可列举例如，金黄色葡萄球菌（Staphylococcus Aureus）。作为属于芽孢杆菌属的细菌，可列举例如，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。作为属于链球菌属的细菌，可列举例如酿脓链球菌（Streptococcus pyogenes）、猪链球菌（Streptococcus suis）。作为属于弧菌属的细菌，可列举例如，霍乱弧菌（Vibriocholerae）。作为属于埃希菌属的细菌，可列举例如，大肠埃希菌（Escherichiacoli）。作为属于布鲁菌属的细菌，可列举例如，马尔他布氏杆菌（BrucellaMelitensis）。作为疏螺旋体属的细菌，可列举例如，伯氏疏螺旋体（BorreliaBurgdorferi）。作为属于分枝杆菌属的细菌，可列举例如耻垢分支杆菌（Mycobacterium smegmatis）。作为属于弯曲菌属的细菌，可列举例如有空肠弯曲菌（Campylobacter jejuni）等。作为属于蓝细菌属的细菌，可列举例如，蓝细菌（Thermosynechococcus Elongatus）。作为属于异常球菌属的细菌，可列举例如，抗辐射奇异球菌（Deinococcus Radiodurans）。作为属于棒状杆菌（Corynebacterium）属的细菌，可列举例如谷氨酸棒状杆菌（Corynebacteriumglutamicum）。
在优选的实施方式中Dps可以是由对于来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列显示70%以上的相似性百分比的氨基酸序列构成的蛋白质。相对于来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列，Dps的氨基酸序列的相似性百分比优选75%以上，更优选80%以上，进一步地更优选85%以上，最优选90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上或者99%以上。
Dps作为二次结构具有5处的α-螺旋部分。（参见A.Ilari et al.,Nat.Struct.Biol.,2000,Vol.7,p.38.、R.A.Grant et al.Nat.Struct Biol.1998,Vol5,p.294.以及R.R.Crichton et al.,2010,Vol.1800,p.706.）。从Dps功能的保持的观点考虑，上述二次结构的维持是重要的。
因而，制造例如由对于来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列显示70%以上的相似性百分比的氨基酸序列构成的蛋白质的情况下，可以通过部位特异的突变诱导法等周知的突变导入法导入所希望的突变以维持上述的二次结构。在例子中列举了来源于英诺克李斯特菌的Dps，如果从N末端侧具体的说明序列号4的氨基酸序列的氨基酸残基的位置和上述二次结构等之间的关系的话，则如下所述：（i）1～8位的氨基酸残基（从12聚体表面上露出的N末端范围）；（ii）9～33位的氨基酸残基（α-螺旋）；（iii）39～66位的氨基酸残基（α-螺旋）；（iv）75～81位的氨基酸残基（α-螺旋）；（V）95～122位的氨基酸残基（α-螺旋）；（vi）126～149位的氨基酸残基（α-螺旋）；（vii）150～156位的氨基酸残基（从12聚体表面上露出的C末端范围）。此处，在保持形成具有内腔的多聚体的能力中，上述（i）～（vii）中的（ii）～（vi）是重要的。为了使Dps的N末端部从12聚体表面上露出，与Dps的N末端部邻接的α-螺旋需要面向12聚体的外侧，所以（i）以及（ii），特别是（ii）是重要的。为了使Dps的C末端部从12聚体表面上露出，与Dps的C末端部邻接的α-螺旋需要面向12聚体的外侧，所以（vi）以及（vii），特别是（vi）是重要的。
因而，使上述重要的范围内存在的氨基酸残基突变的情况下，优选保守的氨基酸的置换。另一方面，使上述重要的范围以外的范围中存在的氨基酸残基突变的情况下，可以导入任意的突变。本领域技术人员这些方针，对于天然产生的Dps，以保持其功能的方式导入所希望的突变，能够容易地制造天然产生的Dps的突变体。
在氨基酸序列中应当导入的突变的氨基酸残基的位置，如上所述对于本领域技术人员是明显的，但是也可以进一步地参考序列比对，从而制造天然产生Dps的突变体。具体的，本领域技术人员1）比较多个Dps的氨基酸序列（例如序列号4表示的氨基酸序列以及其他的Dps的氨基酸序列），2）明确相对保守的区域以及相对不保守的区域，接着，3）由保守的区域以及相对不保守的区域，能够分别预测对于功能实现其重要作用的区域和对于功能不能实现其重要作用的区域，因此，能够认识到结构和功能的相关性。因而，即使上述二次结构信息是单独的，本领域技术人员也能够确定在Dps的氨基酸序列中应该导入突变的位置，此外并用二次结构信息以及序列比对信息，从而确定Dps的氨基酸序列中应该导入突变的氨基酸残基的位置。
一个实施方式中，由对于来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列显示70%以上相似性百分比的氨基酸序列构成的蛋白质，是在来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列中，由包含1个或者数个氨基酸残基的突变（例如缺失、置换、添加以及插入）的氨基酸序列构成的，并且保持Dps的功能的蛋白质。1个或者数个的氨基酸残基的突变，可以被导入到氨基酸序列中的1个区域中，也可以被导入到多个不同的区域中。Dps的氨基酸残基的突变中涉及的术语“1个或者数个”显示的数量是例如1个～50个，优选1个～30个，更优选1个～20个，进一步地更优选1个～10个，特别优选1个、2个、3个、4个或者5个。
氨基酸残基通过置换变异的情况下，氨基酸残基的置换可以是保守性置换。本说明书中使用的情况，术语“保守性置换”是指用具有相似侧链的氨基酸残基置换规定的氨基酸残基。具有相似的侧链的氨基酸残基的家族是本领域所周知的。例如，作为这样的家族可列举具有碱性侧链的氨基酸（例如赖氨酸、精氨酸、组氨酸）、有酸性侧链的氨基酸（例如天冬氨酸、谷氨酸）、具有非电荷性极性侧链的氨基酸（例如甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、胱氨酸）、具有非极性侧链的氨基酸（例如丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸）、具有β位分支侧链的氨基酸（例如苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸）、具有芳香族侧链的氨基酸（例如酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸）、具有含羟基（例如醇性、酚性）侧链的氨基酸（例如丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸）、以及具有含硫侧链的氨基酸（例如胱氨酸、甲硫氨酸）。氨基酸的保守性置换优选天冬氨酸和谷氨酸间的置换，精氨酸、赖氨酸和组氨酸间的置换，色氨酸和苯丙氨酸间的置换，苯丙氨酸和缬氨酸间的置换，亮氨酸、异亮氨酸和丙氨酸间的置换以及甘氨酸和丙氨酸间的置换。
其他的实施方式中，由对于来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列显示70%以上的相似性百分比的氨基酸序列构成的蛋白质，被可与下述核苷酸序列在严格的条件下杂交的多核苷酸编码的蛋白质，并且是保持Dps的功能的蛋白质，所述核苷酸序列与序列号3或者序列号28表示的核苷酸序列互补。“严格的条件”是指形成所谓的特异的杂交，不形成非特异的杂交的条件。将这样的条件明确地数值化是困难的，但是通过一个例子表示的话，是同源性（例如相同性或者相似性）高的多核苷酸之间，例如具有70%以上，优选80%以上，更优选90%以上，进一步地更优选95%，特别优选98%以上的同源性的多核苷酸之间杂交，显示出比该同源性低的多核苷酸之间不会杂交的条件。具体的，作为这样的条件，可列举6×SSC（氯化钠/柠檬酸钠）中，在约45℃下的杂交，紧接着，在0.2×SSC、0.1%SDS中在50℃～65℃下进行1或者2次以上的洗涤。
特定的实施方式中Dps也可以是由对于来源于英诺克李斯特菌、大肠埃希菌或者谷氨酸棒状杆菌的Dps的氨基酸序列显示70%以上的相同性百分比的氨基酸序列构成的蛋白质。Dps的氨基酸序列的相同性百分比可以优选75%以上，更优选80%以上，进一步地更优选85%以上，最优选90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上或者99%。
氨基酸序列以及核苷酸序列的同源性（例如相同性或者相似性）可以使用例如Karlin以及Altschul的BLAST算法（Pro.Natl.Acad.Sci.USA,90,5873（1993））、Pearson的FASTA（MethodsEnzymol.,183,63（1990））来决定。基于该BLAST算法，开发出了被称为BLASTP、BLASTN的程序（参见http：//www.ncbi.nlm.nih.gov），可以在默认设定下使用这些程序，从而计算氨基酸序列以及核苷酸序列的同源性。此外，作为氨基酸序列的同源性，例如，使用采用Lipman-Pearson法的GENETYX株式会社（株式会社ゼネティックス）软件GENETYX Ver7.0.9，并使用被ORF编码的多肽部分全长，从而在Unit Size toCompare＝2的设定下percentage计算Similarity时的数值。作为氨基酸序列以及核苷酸序列的同源性，可以采用这些计算导出的值中的最低值。
术语“能够与第1标的材料结合的第1肽部分”以及“能够与第2标的材料结合的第2肽部分”是指具有对于任意的标的材料都具有亲和性的肽，并且对于该标的材料能够结合的部分。第1肽部分以及第2肽部分可以相同也可以互相不相同。已知对于各种标的材料具有亲和性的各种肽，因此，本发明中，可以将具有这样的肽的部分作为上述肽部分使用。以下，有将第1肽部分以及第2肽部分仅仅称为能够与标的材料结合的肽部分的情况。表达“能够与标的材料结合的肽部分”是包括术语“能够与第1标的材料结合的第1肽部分”以及“能够与第2标的材料结合的第2肽部分”的表达，此外，这些表达可以交换使用。能够与标的材料结合的肽部分，可以仅仅具有对于任意的标的材料都具有亲和性的1个肽，或者也可以具有对于任意的标的材料都具有亲和性的同种或者不同种的多个（例如，2个、3个、4个、5个或者6个等的数个）肽。例如，能够与标的材料结合的肽部分具有对于任意的标的材料都具有亲和性的不同种的多个肽的情况下，作为该肽部分，可以使用能够与碳纳米材料结合的P1肽（序列号13）和能够与钛材料或者硅材料结合的R5肽（序列号15）的融合肽P1R5肽（SSKKSGSYSGSKGSKRRILGGGGHSSYWYAFNNKT（序列号21））（参见例如、M.J.Pender et al.,Nano Lett.,2006,vol.6,No.1,p.40－44）。能够与标的材料结合的肽部分具有上述的多个肽的情况下，多个肽在该肽部分中能够以任意的顺序融合。融合能够介由酰胺键完成。融合能够直接通过酰胺键，或者介由1个氨基酸残基（例如甲硫氨酸）或者数个（例如2个～50个，2个～30个，更优选2个～20个，进一步地更优选2个～15个或者2个～10个，最优选2个、3个、4个或者5个）的氨基酸残基构成的肽（连接肽）通过酰胺键完成。已知了各种连接肽，因此可以使用这样的连接肽。
能够与标的材料结合的肽部分并不限定于对于上述的标的材料具有亲和性的肽。已知并已经开发了各种对于标的材料具有亲和性的肽。例如，以制造生物材料以及无机材料或者有机材料的复合体作为目的，对于无机材料或者有机材料能够结合的肽，可以通过使用噬菌体的筛选等的手法开发。作为通过这样的手法开发的肽，可列举例如，能够与钛以及钛的氧化物和银（K.Sano et al.,Langmuir,2004,vol.21,p.3090.、国际公开第2005/010031号）、金（S.Brown,Nat.Biotechnol.,1997,vol.15.p.269.）、氧化锌（K.Kjaergaard et al.,Appl.Environ.Microbiol.,2000,vol.66.p.10.、Umetsu et al.,Adv.Mater.,17,2571－2575（2005））、氧化锗（M.B.Dickerson et al.,Chem.Commun.,2004,vol.15.p.1776.）、硫化锌以及硫化镉（C.E.Flynn et al.,J.Mater.Chem.,2003,vol.13.p.2414.）等的金属材料结合的肽；能够与硅以及硅的氧化物（H.Chen et al.,Anal.Chem.,2006,vol.78,,p.4872、M.J.Pender et al.,Nano Lett.,2006,vol.6,No.1,p.40－44、K.Sano et al.,Langmuir,2004,vol.21,p.3090.、国际公开第2005/010031号）等的硅材料结合的肽；能够与碳纳米管（CNT）、碳纳米角（CNH）等的碳材料结合的肽（S.Wang et al.,Nat.Mater.,2003,vol.2,p.196.以及日本专利特开2004－121154号公报）；以及能够与疏水性有机聚合物等聚合物结合的肽（日本专利特开2008－133194号公报）。因此，即使在本发明中，作为能够与标的材料结合的部分，也可以使用这样的肽。
另外，已知能够与金属结合的肽，可以具有金属的析出（mineralization）作用，以及能够与金属化合物结合的肽，可以具有金属化合物的析出作用（K.Sano et al.,Langmuir,2004,vol.21,p.3090.、M.Umetsu et al.,Adv.Mater.,2005,vol.17,p.2571.）。因此，作为能够与标的材料结合的肽部分，使用能够金属材料（金属或者金属化合物）结合的肽的情况下，能够与金属材料结合的肽可以具有这样的析出作用。
多肽部分以及第1和第2肽部分的融合，可以借由酰胺键完成。融合能够直接通过酰胺键，或者介由1个氨基酸残基（例如甲硫氨酸）或者数个（例如2个～50个，优选2个～30个，更优选2个～20个，进一步地更优选2个～15个或者2个～10个，最优选2个、3个、4个或者5个）的氨基酸残基构成的肽（连接肽）通过酰胺键完成。已知了各种连接肽，因此可以使用这样的连接肽。
融合蛋白中，融合多肽部分、以及第1和第2肽部分的顺序，没有特别的限定，1）可以是多肽部分的N末端部以及C末端部分别与第1以及第2肽部分的C末端部以及N末端部（或者N末端部以及C末端部）融合，或者2）可以是多肽部分的N末端部与第1肽部分C末端部融合，并且该第1肽部分的N末端部进一步地与第2肽部分的C末端部融合，或者3）还可以是多肽部分的C末端部与第1肽部分的N末端部融合，并且该第1肽部分的C末端部进一步地与第2肽部分的N末端部融合。例如多肽部分使用铁蛋白的情况下，铁蛋白的N末端部从多聚体的表面上露出，其C末端部未从多聚体的表面上露出，因此，优选铁蛋白以上述2）的顺序融合。另一方面，多肽部分使用Dps的情况下，Dps的N末端部以及C末端部双方均能够从多聚体的表面上露出，因此Dps可以以上述1）～3）的任一个顺序融合。
优选的实施方式中，融合蛋白可以分别在多肽部分的N末端侧以及C末端侧中具有第1以及第2肽部分（分别为1个或者多个）。换言之，第1肽部分的C末端部与多肽部分的N末端部融合，并且第2肽部分的N末端部与多肽部分的C末端部融合。
第1肽部分可以设计成，第1肽部分的N末端侧具有被翻译起始密码子编码的甲硫氨酸或者N末端包含甲硫氨酸的部分。通过这样的设计，能够促进融合蛋白的翻译。N末端包含甲硫氨酸的肽部分可以是由数个（例如2个～50个，优选2个～30个，更优选2个～20个，进一步地更优选2个～15个或者2个～10个，最优选2个、3个、4个或者5个）的氨基酸残基构成的肽。
优选的实施方式中，融合蛋白的第1以及第2肽部分能够与不同的标的材料结合。作为第1以及第2肽部分结合的标的材料的组合，可列举例如，无机材料和有机材料的组合、2种无机材料的组合、2种有机材料组合。更具体的，作为这样的组合可列举，金属材料和硅材料的组合、金属材料和碳材料的组合、硅材料和碳材料的组合、2种金属材料的组合、2种硅材料的组合、2种碳材料组合。因此，第1以及第2肽部分的组合可以是能够与如上所述标的材料结合的肽部分组合。
更优选实施方式中，融合蛋白的第1以及第2肽部分中的一方与碳材料结合，并且，另一方能够与金属材料或者硅材料结合。换言之，本发明的融合蛋白，作为第1肽部分，具有能够与碳材料结合的肽部分，并且，作为第2肽部分，具有能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分，或者，作为第1肽部分，具有能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分，并且，作为第2肽部分，具有能够与碳材料结合的肽部分。
作为能够与碳材料结合的肽部分，优选能够与碳纳米管（CNT）或者碳纳米角（CNH）等的碳纳米材料结合的肽部分。作为这样的肽部分，可列举例如，后述的实施例以及日本专利特开2004－121154号公报中公开的，通过序列号5的核苷酸序列编码的DYFSSPYYEQLF（序列号6）、M.J.Pender et al.,NanoLett.,2006,vol.6,No.1,p.40－44中公开的HSSYWYAFNNKT（序列号13）、以及日本专利特开2004－121154号公报中公开的YDPFHII（序列号14）、或者它们的突变肽（例如，1个、2个、3个、4个或者5个的氨基酸残基的保守性置换等的突变）、或者具有1个或者多个这样的氨基酸序列的肽。
作为能够与金属材料结合的肽部分，优选能够与钛或者钛化合物（例如，氧化钛）等的钛材料结合的肽部分、以及能够与锌或锌化合物（例如，氧化锌）等的锌材料结合的肽部分。作为能够与钛材料结合的肽部分，可列举例如后述的实施例以及国际公开第2006/126595号中公开的RKLPDA（序列号8）、M.J.Pender et al.,Nano Lett.,2006,vol.6,No.1,p.40－44中公开的SSKKSGSYSGSKGSKRRIL（序列号15）、以及国际公开第2006/126595号中公开的RKLPDAPGMHTW（序列号16）以及RALPDA（序列号17）、或者它们的突变肽（例如，1个、2个、3个、4个或者5个的氨基酸残基的保守性置换等的突变）、或者具有1个或者多个这样的氨基酸序列的肽。作为能够与锌材料结合的肽部分，可列举例如，后述的实施例以及Umetsu et al.,Adv.Mater.,17,2571－2575（2005）中公开的EAHVMHKVAPRPGGGSC（序列号30）、或者它们的突变肽（例如，1个、2个、3个、4个或者5个的氨基酸残基的保守性置换等的突变）、或者具有1个或者多个这样的氨基酸序列的肽。
作为能够与硅材料结合的肽部分，优选能够与硅或者硅化合物（例如，硅的氧化物）结合的肽部分。作为这样的肽部分，可列举例如，后述的实施例以及国际公开第2006/126595号中公开的RKLPDA（序列号8）、M.J.Pender etal.,Nano Lett.,2006,vol.6,No.1,p.40－44中公开的SSKKSGSYSGSKGSKRRIL（序列号15）、以及国际公开第2006/126595号中公开的MSPHPHPRHHHT（序列号18）、TGRRRRLSCRLL（序列号19）、以及KPSHHHHHTGAN（序列号20）、或者它们的突变肽（例如，1个、2个、3个、4个或者5个的氨基酸残基的保守置换等的突变）、或者具有1个或者多个这样的氨基酸序列的肽。
特定的实施方式中，融合蛋白，可以是由相对于序列号2、序列号27或者序列号32表示的氨基酸序列显示出90％以上的相同性的氨基酸序列构成，或者也可以是含有其的蛋白质。对于序列号2、序列号27或者序列号32表示的氨基酸序列，融合蛋白的氨基酸序列的相同性百分比优选95％以上、更优选96％以上、进一步更优选97％以上、特别优选98％以上或者99％以上。
融合蛋白可以由表达融合蛋白的转染子得到。该转染子可以通过制造包含编码融合蛋白的多核苷酸的融合蛋白表达载体，接着，将该表达载体导入宿主来制造。作为使融合蛋白表达的宿主，可列举例如，以大肠埃希菌（Escherichiacoli）等的埃希菌属细菌、棒状杆菌属细菌、以及枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）为首的各种原核细胞，以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、毕赤酵母（Pichia stipitis）、米曲霉（Aspergillus oryzae）为首的各种真核细胞。
对于作为被转染的宿主E.coli进行详述的话，作为E.coli可列举例如，E.coli K12株亚种的E.coli JM109株、DH5α株、HB101株、BL21（DE3）株。挑选转染方法以及转染子的方法在Molecular Cloning：ALaboratory Manual,3rd edition,Cold Spring Harbor press（2001/01/15）等中也有记载。以下、以制备被转染的E.coli，并用其制造融合蛋白的方法，作为一例具体地说明。
作为使编码融合蛋白的DNA表达的启动子，通常可以使用E.coli中的产生异种蛋白质中使用的启动子，可列举例如，T7启动子、lac启动子、trp启动子、trc启动子、tac启动子、λ噬菌体的PR启动子、PL启动子、T5启动子等的强力的启动子。作为载体可列举例如pUC19、pUC18、pBR322、pHSG299、pHSG298、pHSG399、pHSG398、RSF1010、pACYC177、pACYC184、pMW119、pMW118、pMW219、pMW218、pQE30以及其衍生物。
此外，在编码融合蛋白的基因的下游，也可以连接作为转录终止序列的终止子。作为这样的终止子，可列举例如，T7终止子、fd噬菌体终止子、T4终止子、四环素耐性基因的终止子、大腸菌trpA基因的终止子。
作为将编码融合蛋白的基因导入E.coli用的载体，优选所谓的多拷贝基因，具有来源于ColE1的复制起始点质粒、可列举例如pUC系的质粒、pBR322系的质粒或者其衍生物。此处，“衍生物”是指通过碱基的置换、缺失、插入、添加以及/或者逆位等对于质粒实施改变得到的物质的意思。另外，此处所述的“改变”也包含通过用突变剂、UV照射等的突变处理、或者自然突变而引起的改变。
为了转染子的挑选，载体优选具有氨比西林耐性基因等的标记基因。作为这样的质粒市售有，具有强启动子的表达载体（例如，pUC系（TakaraBio Inc.（タカラバイオ社）制）、pPROK系（Clontech Laboratories,Inc.（クローンテック）制）、pKK233－2（Clontech Laboratories,Inc.制））。
使用得到的表达载体转染E.coli，并培养得到的E.coli的话，融合蛋白就表达了。
作为培养基可列举例如，M9－酪蛋白氨基酸（M9－カザミノ酸）培养基、LB培养基等用于培养大腸杆菌的通常使用的培养基。培养以及生产诱导等的条件可以根据所使用的载体的标记基因、启动子、宿主菌等的种类适当地选择。
回收融合蛋白有以下等的方法。关于融合蛋白，回收产生融合蛋白的转染子后，通过打碎（例如，超声波处理、匀质化处理）或者溶解（例如，溶菌酶处理）转染子，能够得到打碎物以及溶解物。将这样的打碎物以及溶解物通过萃取、沉淀、过滤、柱色谱等的方法处理，可以得到含有纯化蛋白质、粗纯化蛋白质、或者含融合蛋白的部分。
对于可以用于融合蛋白的制造的、编码如上所述的融合蛋白的多核苷酸，以及含有该多核苷酸的表达载体，以及含有该表达载体的转染子进行说明。
可以用于融合蛋白的制造的多核苷酸（有仅称为多核苷酸的情况）可以包含，编码能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分的多核苷酸部分、以及编码能够与第1标的材料结合的第1肽部分的第1多核苷酸部分以及编码能够与第2标的材料结合的第2肽部分的第2多核苷酸部分。由于编码融合蛋白，基于对于融合蛋白的上述的说明，从种种的观点出发可以确定多核苷酸。
特定的实施方式中，多核苷酸可以是由对于序列号1、序列号26或者序列号31表示的核苷酸序列显示出90％以上的相同性的核苷酸序列构成的多核苷酸，或者可以是含有其的多核苷酸。对于序列号1、序列号26或者序列号31表示的核苷酸序列，多核苷酸的核苷酸序列的相同性百分比优选95％以上，更优选96％以上，进一步更优选97％以上、特别优选98％以上或者99％以上。
对于融合蛋白多聚体进行说明。融合蛋白多聚体可以具有内腔。构成融合蛋白多聚体的融合蛋白如上所述。通过使融合蛋白表达，融合蛋白多聚体可以自主地形成。构成融合蛋白多聚体的单体单元的数量可以通过融合蛋白中的多肽部分的种类决定。由于作为能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分能够具有Dps，优选融合蛋白多聚体可以为12聚体。
作为单体单元，融合蛋白多聚体可以由单一的融合蛋白构成的均多聚体，也可以是不同的多个种类（例如，2种、3种、4种、5种或者6种）的融合蛋白构成的异多聚体。从多聚体形成的观点出发，融合蛋白多聚体中优选构成融合蛋白多聚体的融合蛋白中的多肽部分为单一的多肽部分，但是第1肽部分以及第2肽部分中，构成融合蛋白多聚体的融合蛋白间可以是不同的物质。例如，融合蛋白多聚体由2种融合蛋白构成，且该融合蛋白中的多肽部分的N末端侧以及C末端侧具有各自的融合肽部分的情况下，作为2种融合蛋白的组合可列举以下的例子：
（i）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（b）、和第1肽部分（c）－多肽部分－第2肽部分（d）的组合；
（ii）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（b）、和第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（c）的组合；
（iii）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（b）、和第1肽部分（c）－多肽部分－第2肽部分（b）的组合；
（iv）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（b）、和第1肽部分（c）－多肽部分－第2肽部分（a）的组合；
（v）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（a）、和第1肽部分（b）－多肽部分－第2肽部分（c）的组合；
（vi）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（b）、和第1肽部分（b）－多肽部分－第2肽部分（a）的组合；
（vii）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（a）、和第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（b）的组合；以及
（viii）第1肽部分（a）－多肽部分－第2肽部分（a）、和第1肽部分（b）－多肽部分－第2肽部分（a）的组合。
〔此处，a～d表示不同的肽部分（例如，能够与不同的标的材料结合的肽部分）。（i）是使用4种肽部分的方式，（ii）～（v）是使用3种肽部分的方式、（vi）～（viii）是使用2种肽部分的方式。〕
具体的，融合蛋白多聚体由2种融合蛋白构成，并且，作为肽部分，至少使用能够与碳材料结合的肽部分、以及能够与金属材料（例如，钛或者钛化合物、锌或者锌化合物）或者硅材料结合的肽部分情况下，从使使用融合蛋白多聚体制造的设备的电特性等变化的观点出发，作为2种融合蛋白的组合，可列举以下的例子：
（i－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－能够与第2其他材料结合的肽部分的组合；
（i－2）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第2其他材料结合的肽部分的组合；
（i－3）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第2其他材料结合的肽部分的组合；
（i－4）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与第2其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（i－5）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第2其他材料结合的肽部分的组合；
（i－6）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第2其他材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（ii－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（ii－2）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（ii－3）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（ii－4）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（ii－5）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（ii－6）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（iii－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（iii－2）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（iii－3）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（iii－4）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（iii－5）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（iii－6）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（iv－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（iv－2）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（iv－3）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（iv－4）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（iv－5）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（iv－6）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（v－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（v－2）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（v－3）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分的组合；
（v－4）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与结合金属材料或者硅材料的肽部分、和能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（v－5）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（v－6）能够与第1其他材料结合的肽部分－多肽部分－能够与第1其他材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（vi）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（vii－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分的组合；
（vii－2）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；
（viii－1）能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分、和能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与碳材料结合的肽部分的组合；以及
（viii－2）能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分、和能够与碳材料结合的肽部分－多肽部分－能够与金属材料或者硅材料结合的肽部分。
由不同的多个种类的融合蛋白构成的融合蛋白多聚体，可以通过例如将表达不同的种类的融合蛋白的多个载体、或者表达不同的种类的融合蛋白的单一的载体（例如，能够表达多顺反子mRNA的载体）导入单一的宿主细胞中，接着，使不同的种类的融合蛋白在单一的宿主细胞中表达，从而得到。此外，这样的融合蛋白多聚体可以通过将单一融合蛋白构成的第1融合蛋白多聚体、和单一融合蛋白（与构成第1融合蛋白多聚体的融合蛋白不同）构成的第2单体，在相同介质（例如，缓冲液）中共存，并放置，从而得到。融合蛋白的单体可以通过例如、将融合蛋白多聚体在低pH的缓冲液下放置来制备。详细地参见例如、B.Zheng etal.,Nanotechnology,2010,vol.21,p.445602。
融合蛋白多聚体的内腔中可以含有物质。物质以络合物或者粒子（例如，纳米粒子、磁性粒子）的方式内含于融合蛋白多聚体。本领域技术人员通过考虑，融合蛋白多聚体的内腔的尺寸、以及能够参与融合蛋白多聚体中物质的导入的区域（例如，参见C末端的区域：R.M.Kramer et al.,2004,J.Am.Chem.Soc.,vol.126,p.13282）中的氨基酸残基的电荷特性等，可以恰当地选择可以内含于融合蛋白多聚体中的物质。例如，具有Dps作为多肽部分的融合蛋白多聚体的情况下，Dps具有40nm3～60nm3（直径约5nm）左右的内腔。
因此，能够内含于这样的融合蛋白多聚体的物质的尺寸（体积）例如可以为60nm3以下，优选40nm3以下，更优选20nm3以下，进一步更优选10nm3以下，最优选5nm3以下。
此外，有这样的报告，通过使能够参与到融合蛋白多聚体中物质的导入的区域中的电荷特性（例如，具有能够正或者负荷电的侧链的氨基酸残基的种类以及数量）变化，能够进一步促进向融合蛋白多聚体的内腔中的物质的导入（参见例如，R.M.Kramer et al.,2004,J.Am.Chem.Soc.,vol.126,p.13282），因此即使在本发明中，可以使用具有电荷特性变化的区域的融合蛋白多聚体。作为能够内含于融合蛋白多聚体的内腔物质，可列举例如，与上述的标的材料同样的无机材料。具体的，作为能够内含于融合蛋白多聚体的物质，可列举如上所述的金属材料、硅材料。作为能够内含于融合蛋白多聚体物质，优选与第2标的材料不同的金属粒子（金属纳米粒子）。更具体的，作为这样的物质可列举，氧化铁、镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌以及镉硒。
使物质内含于融合蛋白多聚体的内腔中可以根据公知的方法进行，例如，可以通过与使物质内含于铁蛋白或者Dps等的铁蛋白样蛋白质的多聚体的内腔中的方法（参见例如，I.Yamashita et al.,Chem.,lett.,2005.vol.33,p.1158）同样地方法进行。具体的，通过在HEPES缓冲液等的缓冲液中，使融合蛋白多聚体（或者融合蛋白）以及应该被内含的物质共存，接着在适当的温度（例如，0℃～37℃）下放置，可以使多聚体的内腔中内含物质。
内腔中含有物质的情况下，融合蛋白多聚体可以作为含有不同的多个种类（例如，2种、3种、4种、5种或者6种）的物质的不同的多个种类的多聚体集合被提供。例如，融合蛋白多聚体作为含有2种物质的2种多聚体的集合被提供的情况下，这样的集合，可以通过组合各自分别被制备的内含第1物质的第1融合蛋白多聚体、和内含第2物质（与第1物质不同的）的第2融合蛋白多聚体得到。通过适当地组合如上所述的融合蛋白的多样的模式、内含物质的多样的模式，可以得到富有非常多样性的融合蛋白多聚体。
上述的融合蛋白多聚体可以适用于多孔性构造体10的制造方法中。
以下具体地说明制造工序。
（1）制备所述融合蛋白多聚体与所述第1标的材料和所述第2标的材料结合而成的复合体的工序
首先，准备融合蛋白多聚体。融合蛋白多聚体，具有参见图1C以及图1E已经进一步说明了的金属粒子36的情况下，该阶段中使融合蛋白多聚体的内腔中内含金属粒子36。
如已经说明了的，通过在HEPES缓冲液等的缓冲液中，使融合蛋白多聚体（或者融合蛋白）以及应该被内含的物质共存，接着在适当的温度（例如，0℃～37℃）下放置，可以使多聚体的内腔中内含金属粒子36。
然后，使融合蛋白多聚体和第1标的材料20结合，得到融合蛋白多聚体和第1标的材料20结合的结合体。融合蛋白多聚体和第1标的材料20的结合，可以通过适合于所选择的第1标的材料20的工序来实施。
该工序例如可以通过使用结合于多个种类的不同的第2标的材料的融合蛋白多聚体实施。
融合蛋白多聚体和第1标的材料20的结合，例如可以通过在水、缓冲液中混合融合蛋白多聚体和第1标的材料20进行。
作为能够用于使融合蛋白多聚体和第1标的材料20结合的缓冲液，可列举例如磷酸缓冲液、Good’s缓冲液。
缓冲液的氢离子浓度指数（pH）可以根据选择的材料调整在任意适宜的范围。作为第1标的材料20，特别是使用CNT的情况下，为了使融合蛋白多聚体和第1标的材料20的结合性更好，优选pH6～9左右的范围，更优选6～7左右的范围。
结合中使用的缓冲液，例如作为使融合蛋白多聚体的表面电荷、亲水度变化的目的，可以进一步含有氯化钠（NaCl）、硫酸铵这样的成分。
另外，作为第1标的材料20例如使用CNT等的纳米材料的情况下，融合蛋白多聚体的蛋白质成分作为分散剂发挥功能，因此表面活性剂等的其他成分的添加就可以不需要。
此外，为了促进混合以及结合，也可以实施例如超声波处理、搅拌等的进一步地处理。
第1标的材料20例如是CNT的情况下，通过制备包含适宜的浓度CNT和融合蛋白多聚体的水、缓冲液，进一步地超声波处理使结合，从而可以使融合蛋白多聚体和第1标的材料20结合。
接着，在结合了第1标的材料20的融合蛋白多聚体中，进一步地使第2标的材料结合。
进一步将第2标的材料与结合了第1标的材料20的融合蛋白多聚体结合，可以通过实施适合于选择的第2标的材料的工序进行。
融合蛋白多聚体和第2标的材料的结合，可以通过在例如水、乙醇水溶液、缓冲液中使结合了第1标的材料20的融合蛋白多聚体和第2标的材料混合而使其结合从而进行。
作为可以用于使融合蛋白多聚体和第2标的材料结合的缓冲液，可列举例如磷酸缓冲液、Good’s缓冲液。
考虑到选择的材料、融合蛋白多聚体的催化活性等，第2标的材料的与融合蛋白多聚体的结合可以在pH等的条件调整到任意适宜的范围内实施即可。作为第2标的材料以及其前体特别是使用金属的情况下，优选在使融合蛋白多聚体的催化活性更高的条件下实施。
第2标的材料的与融合蛋白多聚体的结合中使用的缓冲液，例如以调整融合蛋白多聚体、第2标的材料的电荷状态，并调整第2标的材料的分散性作为目的，可以进一步含有NaCl、聚乙二醇、tween（注册商标）20等的其他成分。
此外，为了促进混合以及结合，也可以实施超声波处理、搅拌、加热、冷却等的进一步的处理。
第1标的材料20例如是CNT的情况下，通过在含有适宜浓度的CNT和融合蛋白多聚体结合的结合体的水、缓冲液中，加入第2标的材料使结合，进一步地使第2标的材料结合，并可以得到融合蛋白多聚体与所述第1标的材料20和所述第2标的材料结合而成的复合体。
该工序，可以使用第2标的物质的前体代替第2标的物质来实施。第2标的物质的前体是指，选择的前体通过例如蛋白质（融合蛋白多聚体）、功能性肽、酸等的催化而成为第2标的物质的物质，和通过进行烧制（加热处理）等的任意适宜的处理成为第2标的物质的物质。
第2标的物质例如是氧化钛情况下，作为第2标的物质的前体，可以使用例如二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV）（Titanium（IV）bis（ammoniumlactato）dihydroxide）、2－乙基己基氧化钛（Titanium（IV）2－ethylhexyloxide）、钛酸乙酯（Titanium ethoxide）、钛酸四异丙酯（Titaniumisopropoxide）、钛酸四丁酯（Titanium n－butoxide）等。
作为第2标的材料的前体的二氢氧化二(乳酸铵)合钛、钛酸乙酯、2－乙基己基氧化钛、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯通过与蛋白质、功能性肽等的生物分子的相互作用、酸处理、加热处理成为作为第2标的材料的氧化钛。
通过以上的工序，与融合蛋白多聚体结合的第2标的材料或者第2标的材料的前体、内腔（以及内腔中内含的金属粒子36）通过融合蛋白多聚体被固定于距离第1标的材料20的表面的规定距离处。即，多个融合蛋白多聚体具有的内腔（金属粒子36）分别被固定于实质上距离第1标的材料20的表面等距离（相当于图1B～图1E中的距离S1。）的位置处。
距离S1的调整可以通过例如下述方法进行，（1）调整第2标的材料的析出条件（反应时间、pH等）；（2）变更与第1标的材料20结合的结合肽的长度、以及/或者该结合肽和能够限定内腔的轮廓的多肽部分之间的连接肽的长度（变更融合蛋白的种类）；（3）首先作为第1阶段，使用融合蛋白等使第2标的材料在第1标的材料20的周围析出后（该阶段析出的第2标的材料可以不限定出第1空孔部32的轮廓。），进一步地作为第2阶段，使能够与第2标的材料结合、且且能够限定出内腔的轮廓的融合蛋白与第2标的材料结合，在首先析出的第2标的材料的周围，使内含能够限定出内腔的轮廓的融合蛋白的新的第2标的材料析出。
为了使形成的凝集体30的厚度T1増大，在使融合蛋白多聚体和第2标的材料结合的工序中，可以将第2标的材料的前体以及/或者第2标的材料自身混合如水、缓冲液等的溶剂中，成为例如膏状的组合物而供应，使第2标的材料的前体以及/或者第2标的材料自身在第1标的材料20的周围析出。
已知融合蛋白（融合蛋白多聚体）中，作为第2标的材料例如能够与金属结合的肽部分，如已经说明了的，能够具有金属的析出（mineralization）作用，以及能够与金属化合物结合的肽部分，能够具有金属化合物的析出作用。
因此，作为能够与第2标的材料结合的肽部分，如果使用能够与金属材料（金属或者金属化合物）结合的已经说明了的构成的肽部分的话，能够与金属材料结合的肽部分，能够具有在该肽部分的周围附近使金属材料析出的析出作用。
第2标的材料或者第2标的材料的前体是金属材料的情况下，通过进一步供给第2标的材料的前体以及/或者第2标的材料自身使其析出，并实施后述的烧制工序，从而使厚度T1増大。
由于使用具有这样的析出作用的融合蛋白（融合蛋白多聚体），用于析出的进一步的手段就没有必要了，用更加简易工序就可以形成多孔性构造体、进而形成含有多孔质构造体的功能性结构。
该析出可以在以往公知的任意适宜的条件下实施。使第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体析出时，通过调整例如反应时间、第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体的浓度等可以控制凝集体30的厚度T1。
另外，如果是能够与金属材料（金属或者金属化合物）结合的已经说明了的构成的肽部分的话，通过使作为金属材料的第2标的材料在常温（20℃左右）下在第1标的材料20的周围析出，可以形成凝集体30。
（2）烧制复合体从而形成凝集体的工序
然后，烧制得到的复合体（加热处理）从而使融合蛋白多聚体消失。通过该工序，形成位于包围所述第1标的材料20的周围的位置，附着于第1标的材料20的含有第2标的材料的凝集体30.
烧制复合体形成凝集体30时，可以使用公知的任意适宜的方法。具体的可列举例如，在应当形成凝集体30的区域中，涂布作为包含含有复合体的水、缓冲液的组合物的涂布液（溶液、悬浊液），成膜，烧制形成的膜的方法。作为用于得到含有复合体的涂布液的缓冲液可列举例如醋酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、甘氨酸缓冲液。
例如为了控制凝集体30的厚度T1，用于成膜的涂布液可以作为进一步包含第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体的组合物被构成，所述第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体不构成追加的复合体。此外，用于成膜涂布液，例如作为使复合体更有效地分散的目的，可以进一步包含像tween（注册商标）20这样的表面活性剂作为成分。
复合体的烧制可以根据应该形成凝集体30的区域、第2标的物质的种类等，适宜地调整温度、时间、气体氛围等来实施。
复合体的烧制可以在例如、大气下或者非活性气体氛围下、50℃～800℃左右、10秒～12小时左右的条件下进行。复合体的烧制可以在单一的温度下进行1次或者使温度变化而进行2次以上。
作为上述的第2标的材料的前体的二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV），通过例如在450℃～600℃左右的温度下烧制，能够成为作为目的的主体的锐钛矿型粒子的氧化钛。
通过该工序，融合蛋白多聚体消失，形成集中在靠近第1标的材料20的多个第1空孔部32、以及多个第2空孔部34。即，多个第1空孔部32（以及金属粒子36），以多个第1空孔部32各自的距第1标的材料20的表面的距离S1（参见图1B～图1E。）都实质上是相同，且包围第1标的材料20的方式排列。
第2空孔部34的尺寸、形状可以通过适宜变更例如供给的第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体的粒径、烧制温度、烧制时间来调整。此外，例如作为模子可以通过添加表面活性剂，或实施水热处理，将第2空孔部34的尺寸向更微小化的方向调整。
此外，制造参见图1C以及图1E而已经说明了的具有第1空孔部32中具备金属粒子36的构成的多孔性结构体10的情况下，在选择的金属粒子36的融点以上的温度下进行加热处理，使金属粒子36溶融，覆盖凝集体30中的限定出第1空孔部32的轮廓的壁面的一部分或者全部的薄膜可以作为金属薄膜36a。
形成金属薄膜36a时，例如，银粒子作成金属薄膜36a的情况下，在150℃～300℃左右的温度加热处理即可。
进一步地，通过该烧制工序使第1标的材料20消失，参照图1D以及图1E已经说明了的，以得到具有以第3空孔部38代替第1标的材料20的多孔性结构体10。例如，第1标的材料20为CNT，第2标的材料为氧化钛的情况下，通过使烧制工序在600℃～700℃左右下实施，使CNT消失，能够形成具有第3空孔部38的、主要含有锐钛矿型第2标的材料的粒子的凝集体30。
通过以上的工序形成的多孔性结构体10，例如使其溶解或者悬浊于乙醇等的介质中，可以作为单体保存，再用于后面的工序。
通过以上的工序，制造多孔性结构体10。此外，金属粒子36内含于融合蛋白多聚体的情况下，制造第1空孔部32中进一步地含有金属粒子36的多孔性结构体10。
以下以具有功能性结构的电子设备以及其制造方法作为例子，说明色素敏化太阳能电池的构成以及其制造方法，所述功能性结构使用已经说明了的多孔性结构体10作为功能性材料。
4.色素敏化太阳能电池的构成
（1）色素敏化太阳能电池的实施方式1
参照图2A，说明色素敏化太阳能电池的实施方式1。图2A是显示色素敏化太阳能电池的截面实施方式的示意性图。
如图2A所示，实施方式1涉及的色素敏化太阳能电池100具有第1基板52、设置于第1基板52上的透明电极62和设置于该透明电极62上的光电转换层70。光电转换层70与透明电极62组合构成光电极。
光电转换层70含有已经说明了的多孔性结构体10作为功能性材料。作为该实施方式1中使用的多孔性结构体10，优选作为第1标的材料20例如使用CNT，作为第2标的材料即凝集体30的材料例如使用氧化钛的多孔性结构体10。多孔性结构体10的表面上坦持了许多的敏化色素40。
色素敏化太阳能电池100具有第2基板54和设置于第2基板54上的对电极64。对电极64与光电转换层70即光电极相对配置。
光电转换层70和对电极64以离间的方式配置，光电转换层70和对电极64间夹着的空隙中充满了电解液80。电解液80连接透明电极62和对电极64，通过以包围该空隙即电解液的方式设置的封口部90封口。即，该空隙通过被设置了光电转换层70的第1基板52、被设置了对电极64的第2基板54和封口部90限定出轮廓。
作为第1基板52以及第2基板54，作为能够支持色素敏化太阳能电池100整体的条件没有特别的限定。作为第1基板52以及第2基板54，可以单独或者以层积结构使用例如玻璃；聚酰亚胺、PET、PEN、PES、特氟隆（テフロン）（注册商标）等的耐热性的高分子膜；不锈钢（SUS）、铝板等的金属、陶瓷等。第1基板52由于是使光入射一侧，因此优选透明或者半透明的物质，更优选高透明性的物质。
作为透明电极62的材料，可列举例如铟锡氧化物（ITO）、锌锡氧化物（ZTO）、掺氟二氧化锡（FTO）、SnO2、In2O3、ZnO。
透明电极62的材料自身可以是不透明的。透明电极62作为例如使用不透明的材料的多孔性层，作为透明电极62整体可以由透光性的结构构成。
此外，色素敏化太阳能电池100中，可以采用具有如下形成的电极的所谓BCE（back contact electrode）结构，使用Chem.Mat.20［15］（2008）4974－4979中记载的不透明的材料代替透明电极62，形成与光入射侧的基板相离间的电极。
透明电极62可以通过这些材料构成的单层或者多层的层层积而成的积层形成。
透明电极62可以使用从市场获得的预先形成有透明电极62的第1基板52。
光电转换层70的厚度没有特别的限定。为了使光的透过性、转换效率等更良好，光电转换层70的厚度优选例如0.5μm～20μm左右。
敏化色素40是吸收波长在可见光范围以及红外线范围内，牢固地吸附于多孔性结构体10，因此敏化色素40的分子中优选具有例如羧酸基、羧酸酐基、烷氧基、羟基、羟烷基、磺酸基、酯基、巯基、膦酰基等的连结基（インターロック基），其中更优选具有羧酸基以及羧酸酐基的。连结基是指提供使在激发态的敏化色素40和多孔性结构体10之间的电子移动容易进行的电子键的基团。
作为敏化色素40可列举例如钌联吡啶色素、偶氮色素、醌色素、醌亚胺色素、喹吖啶酮色素、方酸菁色素、花青色素、部花青色素、三苯甲烷色素、呫吨色素、卟啉色素、酞菁色素、苝醌色素、靛蓝色素、萘酞菁色素等。
对电极64可以使用与已经说明了的透明电极62同样的材料来形成。对电极64的材料具体的可列举金属（例如，铂、金、银、铜、铝、铑、铟）、导电性金属氧化物（例如，ITO、SnO2）。对电极64的厚度优选3nm～10μm左右，材料特别是金属的情况下，优选5μm左右以下，更优选3μm左右以下。
作为电解液80可以使用例如在乙腈和碳酸乙二酯酯的混合溶剂（体积比＝1：4）中溶解碘化锂和碘的液体。
色素敏化太阳能电池100可以由作为例如覆盖型（スーパーストレート型）、基底型（サブストレート型）中的任一类型的色素敏化太阳能电池构成。
（2）色素敏化太阳能电池的实施方式2
参照图2B说明色素敏化太阳能电池的实施方式2。图2B是显示色素敏化太阳能电池的截面的示意图。另外，对于与色素敏化太阳能电池的实施方式1同样的构成赋予相同的符号，省略其详细的说明。
如图2B所示，实施方式2的色素敏化太阳能电池100具有第1基板52、设置于第1基板52上的透明电极62和设置于该透明电极62上的光电转换层70。光电转换层70与透明电极62组合构成光电极。
光电转换层70含有已经说明了的多孔性结构体10作为功能性材料。作为该实施方式2中使用的多孔性结构体10，优选作为第1标的材料20使用例如CNT，作为第2标的材料即凝集体30的材料使用例如氧化钛的多孔性结构体10。
色素敏化太阳能电池100具有第2基板54、和设置于第2基板54上的对电极64。对电极64与光电转换层70对向配置。
实施方式2中，多个多孔性结构体10的长度方向的一端被固定于透明电极62而排列。多个多孔性结构体10以其长度方向和第1基板52的厚度方向略平行的方式，且相互略平行地面向对电极64延展。
多个多孔性结构体10的排列方式没有特别的限定。多个多孔性结构体10以例如矩阵状的多个多孔性结构体10之间相互等间隔的方式排列。多孔性结构体10的各个表面（空孔部）坦持了许多的敏化色素40。
光电转换层70与对电极64以离间的方式配置。光电转换层70和对电极64之间夹持存在的空隙中充满了电解液80。充满了电解液80的空隙通过与透明电极62和对电极64连接的以包围该空隙的方式设置的封口部90而封口。
5.色素敏化太阳能电池的制造方法
参照图3A、图3B、图3C以及图3D说明色素敏化太阳能电池的制造方法例子。图3A、图3B、图3C以及图3D是显示色素敏化太阳能电池的制造工序的示意图。
5.1.色素敏化太阳能电池的制造方法例1
色素敏化太阳能电池100的制造方法例1，具备以下工序：准备具备透明电极62的基板的工序；制备复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料20结合得到结合体，并使该结合体与所述第2标的材料或者第2标的材料的前体结合，得到复合体，所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成；所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料20结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；将包含所述复合体的材料载于所述透明电极62上的工序；通过烧制在所述透明电极上的所述材料，使所述融合蛋白多聚体消失，从而在电极62上形成包含多孔性结构体10的结构的工序，所述多孔性结构体10具有凝集体30，所述凝集体30含有包含第2标的材料，并位于包围所述第1标的材料20的周围的位置附着于所述第1标的材料20，具备集中在靠近所述第1标的材料20的多个第1空孔部32，以及分散的多个第2空孔部34；使敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；注入电解液后将具备所述光电极的基板和对电极64封口的工序。
（1）准备具备透明电极62的基板的工序
首先，准备具备透明电极62的第1基板52。该工序可以从市场上获得预先形成如上所述的透明电极62的基板。此外，如已经说明了的，可以在可以从市场上获得的第1基板52上，通过溅镀法、真空蒸镀法等将透明电极62成膜从而形成。
可以对于准备的具备透明电极62的第1基板52，进行加热处理、其他的表面处理等的任意适宜的处理工序。优选实施如将具备透明电极62的第1基板52浸渍到加热到70℃～80℃的40mM的四氯化钛水溶液中30分钟左右后，用水、乙醇洗涤，干燥的工序。通过实施该工序，可以更加提高光电转换效率。
（2）使含有复合体的材料载到透明电极上的工序
然后，准备第1标的材料20和通过已经说明了的工序制备具有内腔融合蛋白多聚体，所述内腔融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白含有能够与该第1标的材料20结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分、以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分。
通过使第1标的材料（例如，CNT）与融合蛋白多聚体结合得到结合体，使该结合体和第2标的材料或者第2标的材料的前体（例如，作为氧化钛的前体的二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV））混合并结合，从而得到第2标的材料或者第2标的材料的前体、融合蛋白多聚体和第1标的材料（例如，CNT）的复合体，将含有该复合体的例如膏状材料载到透明电极62上。例如，将混合复合体、第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体、再加之根据需要添加的分散介质等得到的膏状材料通过以往公知涂布法等的任意适宜的工序，在第1基板52上涂布成膜即可。
第2标的材料或者第2标的材料的前体、融合蛋白多聚体和第1标的材料的复合体的终浓度优选不足1重量％。复合体的终浓度更优选0.06重量％～0.5重量％的范围，进一步地优选0.1重量％～0.3重量％的范围，进一步更优选0.15重量％～0.25重量％的范围，特别优选0.15重量％～0.2重量％的范围。
此处“复合体的终浓度”是指，第2标的材料或者第2标的材料的前体、融合蛋白多聚体和第1标的材料的复合体、以及上述膏状材料中的第2标的材料或者第2标的材料的前体中的第2标的材料或者第2标的材料的前体、融合蛋白多聚体和第1标的材料的复合体的浓度的意思，从上述膏状材料中除去溶剂的情况下，残存的固体物中的复合体的浓度，换言之就是通过烧制工序形成的凝集体中，假定通过该烧制工序复合体没有消失，凝集体中包含的复合体的比例的意思。
如果复合体的终浓度在上述范围内的话，更加提高形成的色素敏化太阳能电池的电特性，进而能够更加提高光电转换效率。
（3）在透明电极上形成含有多孔性结构体的结构的工序
与已经说明了的多孔性结构体10的制造工序同样地，例如烧制在透明电极62上成膜的材料层使融合蛋白多聚体消失。此外使用第2标的材料的前体的情况下，通过该烧制第2标的材料的前体成为第2标的材料，例如涂布的氧化钛的前体二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV）可以通过烧制成为氧化钛。此外通过使用钛酸四丁酯作为第2标的材料前体，并烧制，也可以成为第2标的材料氧化钛。进一步地作为第2标的材料前体，使用氢氧化锌、硫酸锌通过同样地烧制也可以成为第2标的材料氧化锌。
通过该工序，可以在透明电极62上形成具有凝集体30的多孔性结构体10，即含有多孔性结构体10的层结构（光电转换层），所述凝集体30附着于第1标的材料20，位于包围第1标的材料20的周围的位置。
此处说明上述工序（2）以及（3）的变形例子。该变形例子是将含有预先形成的多孔性结构体10的材料供给到具备透明电极62的第1基板52上，形成含有多孔性结构体10的结构的例子。
首先，例如准备如已经说明了的形成的单独分离的多孔性结构体10。然后将含有多孔性结构体10、第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体的材料载于透明电极62上。该工序可以是例如混合多孔性结构体10、第2标的材料以及/或者第2标的材料前体和乙醇等的介质从而在透明电极62上涂布成膜的工序。该成膜工序可以是混合多孔性结构体10、含有第2标的材料以及/或者第2标的材料的前体以及分散介质等成分的膏从而得到的混合物涂布成膜的工序。
接着，加热处理含有成膜的多孔性结构体10的膜结构。该加热处理工序可以是例如实施温度取120℃左右，5分钟左右的干燥工序。
作为加热处理工序，可以在该干燥工序后，进一步地实施烧制工序。例如使用第2标的材料前体的情况下，该烧制工序可以是使第2标的材料前体成为第2标的材料的工序。该烧制工序可以是例如实施温度取500℃左右，烧制30分钟左右的工序。
如以上的工序所述，可以在透明电极62上形成含有多孔性结构体10的结构（例如，光电转换层等的层结构）。
（4）在多孔性结构体上坦持敏化色素形成光电极的工序
如图3A所示，接着，在含有形成的多孔性结构体10的层70X上，吸附已经说明了的敏化色素40。该工序可以作为例如将含有多孔性结构体10的层70X浸渍于溶解、分散了敏化色素40的液体中，或者将该液体涂布到含有多孔性结构体10的层上的工序实施。
溶解、分散敏化色素40的溶剂没有特别的限定。作为溶剂可列举例如乙醇、丙酮、二乙醚、四氢呋喃、乙腈、氯仿、己烷、苯、乙酸乙酯等。
将含有多孔性结构体10的层70X浸渍于溶解、分散了敏化色素40的液体中的情况下的液体以及气氛的温度以及压力没有特别的限定。敏化色素40的吸附可以在例如室温左右、且在大气压下进行。浸渍时间可以根据使用的敏化色素40、溶剂的种类、溶液的浓度等适宜地调整。
如图3B所示，通过以上的工序，可以得到多孔性结构体10上吸附了敏化色素40的光电转换层70。像这样，可以在第1基板52上形成透明电极62和光电转换层70接合而构成一体的光电极。
（5）注入电解液后将光电极和对电极封口的工序
然后准备形成了对电极64的第2基板54。以对电极64和光电转换层70离间地对向的方式重叠地配置。
接着，在光电转换层70和对电极64之间夹着的空隙中注入电解液80，并用电解液80充满。
如图3C所示，首先，以限定出光电转换层70和对电极64间夹着的空隙的方式设置封口材料90X。封口材料90X，以电解液80可以注入空隙的方式，例如以留有注入口，接合透明电极62和对电极64，并包围该空隙的方式设置。封口材料90X可以预先设置于光电转换层70侧，此外可以预先设置于对电极64侧，使光电转换层70和对电极64对向贴合。作为封口材料90X可以使用以往公知的含有可塑性紫外线固化树脂、热固化树脂等的粘合材料。
如图3D所示，然后，通过将电解液80注入到光电转换层70（第1基板52）、对电极64（第2基板54）和封口材料90X限定出的空隙中，用电解液80将空隙充满。接着将注入电解液80用的注入口例如用封口材料90X塞住，用紫外线照射处理、加热处理等的根据选择的材料用任意适宜的处理来处理使封口材料90X成为封口部90，将光电转换层70和对电极64之间夹着的区域（空隙）用电解液80充满通过封口部90封口。即通过封口部90将光电转换层70和对电极64在用电解液80充满的区域封口。
通过以上的工序制造色素敏化太阳能电池。
5.2.色素敏化太阳能电池的制造方法例2
制造方法例2是具有参照图2B说明的构成的色素敏化太阳能电池的制造方法。
色素敏化太阳能电池100的制造方法例2具备以下工序：准备具备透明电极62的基板的工序；在所述透明电极62上，将第1标的材料20的1根以上的CNT以向所述基板的厚度方向延展的方式排列的工序；制备复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与所述CNT结合得到结合体，并使该结合体与所述第2标的材料或者第2标的材料的前体结合，得到复合体，所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述CNT结合的第1肽部分、能够与第2标的材料的前体结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；通过烧制所述复合体使所述融合蛋白多聚体消失，从而在电极62上形成包含多孔性结构体10的结构的工序，所述多孔性结构体10具有凝集体30，所述凝集体含有30包含第2标的材料，并位于包围所述CNT的周围的位置附着于所述CNT，具备集中在靠近所述CNT的多个第1空孔部32，以及分散的多个第2空孔部34；使敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；注入电解液后将所述光电极和对电极64封口的工序。
制造方法例2中只有将含有制造方法例1中（2）复合体的材料载于透明电极上的工序不同，实施工序（2’－1）以及（2’－2）以代替制造方法例1中的工序（2）。
以下，仅仅说明制造方法例2中实施的工序（2’－1）以及（2’－2），省略对于与制造方法例1同样的工序的详细说明。
在（2’－1）透明电极上，将1根以上的CNT以向基板厚度方向延展的方式排列的工序
该工序可以基于例如日本专利特开2001－181842号公报公开的CNT制造方法实施。
该工序例如可以作为以下的工序来实施：（i）CNT的悬浊液流入陶瓷膜，使CNT在膜的表面排列，将排列的CNT转印到透明电极62上的工序；（ii）使无机材料保持于具有内腔的蛋白质中，使保持无机材料的多个蛋白质排列于透明电极62上后，除去蛋白质而使透明电极62上残存的无机材料作为种子的使CNT成长的工序；或者（iii）使无机材料吸附于基板上，以无机材料作为种子而使碳纳米管成长从而得到碳纳米管排列基板，将碳纳米管排列的基板的碳纳米管转印到透明电极62上的工序。
对作为在透明电极上形成CNT的工序的上述（iii）工序进行说明。首先准备形成蛋白质多聚体时可以将作为种子的无机材料（例如、铁纳米粒子）保持在其内腔内的蛋白质。作为这样的蛋白质，例如可以使用使钛结合性肽（minTBP－1）融合的铁蛋白（TBF）。
然后，使无机材料保持于蛋白质多聚体（无机材料内含性蛋白质）中。具体的可列举使氧化铁纳米粒子内含于TBF多聚体的内腔中的例子。
接着，作为种子的无机材料配置于应该设置CNT的区域内。即，使无机材料吸附于基板上。
该工序优选使用设置了硅氧化膜的基板，使无机材料内含性蛋白质排列并吸附于硅氧化膜上的工序。该工序例如首先在设置了硅氧化膜的基板中的硅氧化膜上，使内腔中内含无机材料的蛋白质多聚体吸附。具体的可列举通过将内含氧化铁纳米粒子的TBF多聚体的溶液（缓冲液）载于硅氧化膜上从而使其吸附的例子。
接着，在硅氧化膜上仅有无机材料残存。具体的，例如通过UV－O3处理，仅除去蛋白质成分，从而可以得到仅有无机材料吸附于硅氧化膜的表面的基板。该工序根据需要进行即可，可以不进行从吸附内含氧化铁纳米粒子的TBF多聚体的基板上仅仅除去蛋白质成分，直接进行后述的使CNT成长的工序。
然后，硅氧化膜上使CNT成长（合成），形成CNT林立于硅氧化膜的表面的CNT森林。
该CNT森林的形成可以如下进行。首先，将无机材料、或者内含无机材料的TBF多聚体吸附于硅氧化膜的表面的基板在真空中加热处理。该加热处理可以在例如500℃～800℃的范围，优选600℃～700℃的范围的温度下进行。
接着，将加热的基板在氢气（H2）气氛下静置（放置）。该工序可以在氢流量优选10sccm～200sccm的范围，反应压力例如为60Pa～1.5kPa（1500Pa）的范围，优选200Pa～1.5kPa的范围内进行。通过该工序吸附于硅氧化膜的无机材料被激活。
接着，将具备吸附了激活的无机材料的硅氧化膜的基板在例如乙炔气体（C2H2）/氢气混合气氛下，静置（放置）规定时间，从而通过使CNT在硅氧化膜上成长，形成CNT森林从而得到碳纳米管排列基板。
该工序的氢流量可以优选10sccm～200sccm的范围，乙炔流量例如在10sccm～200sccm的范围，优选10sccm～50sccm的范围，反应压力例如在60Pa～1.5kPa的范围，优选200Pa～1.5kPa的范围，乙炔的分压例如在19Pa～400Pa的范围，优选19Pa～350Pa的范围，反应温度例如500℃～800℃的范围，优选600℃～700℃的范围。
另外，形成CNT森林时，在实施上述（ii）工序的情况下，例如，通过向透明电极62吸附无机材料的吸附工序与上述（iii）工序的条件同样地进行，将具备无机材料、或者内含无机材料的TBF多聚体吸附于透明电极62的表面的透明电极62的基板在500℃～600℃的范围内加热可以形成CNT森林。
然后，将形成的碳纳米管排列基板的碳纳米管转印到透明电极62上。该工序可以通过例如Sci.Rep.2：368doi：10.1038/srep00368（2012）中记载的方法，即干式转印法进行。
具体的，首先通过对于碳纳米管排列基板进行H2O蚀刻，使碳纳米管排列基板上的无机材料（催化粒子）和合成的碳纳米管的化学结合力弱化。然后使碳纳米管排列基板的CNT森林与透明电极成62对向。接着以CNT森林和透明电极62相接触的方式，将碳纳米管排列基板和透明电极62形成的基板重叠。然后，从与形成碳纳米管排列基板的CNT森林侧相反侧的面推压（按压）将碳纳米管排列基板推压到透明电极62上。通过以上工序可以将CNT森林转印到透明电极62上。
使无机材料吸附于上述的基板上的工序，优选使尺寸不同的2种以上无机材料内含性蛋白质排列吸附于基板上。此处的“尺寸”是指无机材料内含性蛋白质具有的内腔的直径的意思。
无机材料内含性蛋白质的内腔的直径一般在4nm～20nm左右的范围内，因此，优选具有在该范围内的尺寸相互不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质的组合。无机材料内含性蛋白质的尺寸只要如果是至少2种相互不同的即可，尺寸的差别没有特别的制限，但是作为2种以上的无机材料内含性蛋白质的组合，优选至少1种的无机材料内含性蛋白质的尺寸是其他的至少1种无机材料内含性蛋白质尺寸的2倍左右尺寸的组合。作为2种以上的无机材料内含性蛋白质的优选组合，可列举例如TBF多聚体以及CDT多聚体的组合。
为了合成含有单层CNT（SWNT）的CNT森林，优选使用尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质，将它们中的任意一种均吸附于硅氧化膜表面的基板在真空中进行加热处理。
该加热处理可以在例如500℃～800℃范围，优选600℃～700℃范围的温度下进行。
例如使用尺寸不同的2种无机材料内含性蛋白质的情况下，硅氧化膜表面吸附的尺寸不同的2种蛋白质多聚体（例如TBF多聚体、CDT多聚体）的量之比（尺寸较小的蛋白质/尺寸较大的蛋白质）可以优选0.5～2.0的范围。
接着，加热的硅氧化膜在氢气（H2）气氛下静置（放置）。该工序可以在氢流量优选10sccm～200sccm的范围，反应压力例如60Pa～1.5kPa（1500Pa）的范围，优选200Pa～1.5kPa的范围内进行。通过该工序吸附于硅氧化膜的无机材料被激活。
接着，将具备吸附了激活的无机材料的硅氧化膜的基板在例如乙炔气体（C2H2）/氢气混合气氛下，静置（放置）规定时间下，从而通过使CNT在硅氧化膜上成长，形成CNT森林。
该工序可以在氢流量优选10sccm～200sccm范围，乙炔流量例如为10sccm～200sccm范围，优选10sccm～50sccm范围，反应压力例如为60Pa～1.5kPa范围，优选200Pa～1.5kPa范围，乙炔的分压例如为19Pa～400Pa范围，优选19Pa～350Pa范围，反应温度例如为500℃～800℃范围，优选600℃～700℃范围内进行。
上述工序中，例如仅使用TBF多聚体的情况下，形成的CNT直径较大，且后面的工序中主要形成蛋白质难以附着的Multi－Walled CNT。此外，例如仅使用CDT多聚体的情况下，虽然形成的CNT成为了Single－Walled CNT，但是基板上的CNT密度降低。
然而，像这样尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质，例如混合尺寸较大的TBF多聚体以及尺寸较小的CDT多聚体2种使用，后面的工序中可以形成主要含有蛋白质易于附着的直径小的SWNT的密度较高的CNT森林。
（2’－2）得到CNT与融合蛋白多聚体结合的结合体，该结合体和第2标的材料或者第2标的材料的前体结合得到复合体的工序
该工序可以作为以下实施，首先将融合蛋白多聚体与例如缓冲液混合得到液状（膏状）材料，在成长的CNT排列的透明电极62上，例如通过涂布法等供给该液状材料，使融合蛋白多聚体与CNT结合得到结合体，将进一步地第2标的材料或者第2标的材料前体与分散介质等混合得到液状，例如通过涂布法等供给，使与CNT结合的融合蛋白多聚体和第2标的材料或者第2标的材料的前体结合得到复合体，进一步地根据需要使第2标的材料或者第2标的材料的前体在CNT的周围析出的工序。
然后，与已经说明了的多孔性结构体10的制造工序同样地，干燥成膜的膜结构，接着通过烧制使融合蛋白多聚体消失。根据该工序，可以形成具有凝集体30的多孔性结构体10，该凝集体30附着于第1标的材料20，位于包围第1标的材料20的周围的位置。
接着，通过与在制造方法例1中已经说明了的工序（4）以及工序（5）同样地实施，制造具有参照图2B已经说明了的构成的色素敏化太阳能电池。
【实施例】
以下通过实施例详细地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例。
实施例1：融合蛋白CNHBP－Dps－TBP（CDT）表达株的制造例
碳纳米角结合肽（以下记为CNHBP。氨基酸序列：DYFSSPYYEQLF（序列号6）。参见国际公开第2006/068250号）被融合在N末端，氧化钛结合肽（以下记为TBP。用序列号7的核苷酸序列编码的氨基酸序列：RKLPDA（序列号8）。参见国际公开第2005/010031号）被融合于C末端的Listeria innocua的金属内含性蛋白质Dps（以下记为CNHBP－Dps－TBP或者CDT。序列号1）通过以下的步骤来构建。
首先将合成DNA（序列号9、序列号10）的混合溶液在98℃加热30秒后，迅速地在4℃下退火。将该合成DNA溶液和搭载L.innocua的Dps基因的pET20（参见K.Iwahori et al.,Chem.lett.,2007,vol.19,p.3105）用各自的限制性内切酶NdeI完全酶切。
得到的DNA产物用T4DNA连接酶（Takara Bio Inc.，日本）连接，得到搭载了编码N末端融合了CNHBP的Dps（以下记为CNHBP－Dps，也有略称为CD的情况）的基因的质粒pET20－CD。接着，以pET20－CD作为模板DNA，以序列号11以及序列号12的核苷酸序列构成的寡核苷酸作为引物使用进行PCR。
将得到的PCR产物用Wizard SV Gel and PCR Clean－UpSystem（Promega公司，USA）纯化，并用限制性内切酶DpnI和BamHI进行酶切。使用T4DNA连接酶（Promega公司，USA）将用限制性内切酶进行酶切的PCR产物自我连接。
将自我连接的PCR产物转染到E.coli JM109（Takara Bio Inc.、日本）上，构建保有搭载了编码Dps（CDT）的基因的表达质粒（pET20－CDT）JM109，所述Dps（CDT）的N末端融合了碳纳米角结合肽，C末端融合了钛结合肽。使用Wizard Plus Minipreps System（Promega公司，USA）从该转染株纯化pET20－CDT。最后用pET20－CDT转染BL21（DE3）（invitorogen公司，USA）得到蛋白质表达株BL21（DE3）/pET20－CDT。
实施例2：融合蛋白CDT的制备例
将BL21（DE3）/pET20－CDT置于5mL的LB培养基（100mg/L（含有氨比西林））在37℃下培养。开始培养的18小时后，将培养液接种到新的LB培养基（100mg/L（含有氨比西林））3L上，使用BMS－10/05（ABLE社、日本）在37℃下振荡培养24小时。通过离心分离（5000rpm、5分钟）回收得到的菌体，在－80℃下保存。将冷冻保存的菌体的半份量（6g）悬浊在50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）40mL中。然后，使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA）对该悬浊液进行12分钟的1秒间隔的超声波脉冲（200W、Duty45％）处理，从而使菌体破碎。将含有破碎的菌体的溶液在15000rpm下离心分离（JA－20、Beckmancoulter公司，USA）15分钟，回收上清液部分。将回收的上清液部分在60℃下加热20分钟，加热后迅速地在冰上冷却。冷却的上清液部分在17000rpm下离心分离（JA－20）10分钟，再次回收上清液部分（约20mL）。该上清液部分用盘式过滤机（Millex GP0.22μm，Millipore公司，USA）灭菌。然后，灭菌的上清液部分用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩直至液量为10mL，得到蛋白质溶液。
然后，使用凝胶过滤色谱从得到的蛋白质溶液中纯化作为目的蛋白质的CDT部分。即，向用Tris－HCl缓冲液（含有150mM NaCl的50mM Tris－HCl溶液（pH8.0））平衡化的HiPrep26/60Sephacryl S－300Highresolution色谱柱（GE healthcare公司，USA）注入蛋白质溶液10mL，在流速1.4mL/分下进行分离纯化，回收相当于CDT的级分。
接着，超滤浓缩得到的蛋白质溶液，将蛋白质溶液的缓冲液置换为50mM Tris－HCl缓冲液（pH8.0）。将该蛋白质溶液10mL注入到用50mM Tris－HCl缓冲液（pH8.0）平衡化的HiLoard26/10Q－Sepharose HighPerformance色谱柱（GE healthcare公司，USA）中。然后，在流速4.0mL/分下，用含有0mM～500mM NaCl的50mM Tris－HCl缓冲液（pH8.0）设置盐浓度梯度进行分离纯化，纯化CDT部分得到CDT。使用得到的CDT实施以下的实施例。
实施例3：CNT/CDT复合体的制备例
为了形成CNT和CDT的纳米复合体，制备含有CNT和CDT的磷酸钾缓冲液[含有各自终浓度为50mM的磷酸钾（pH6.0）、0.5mg/mL的CDT、以及0.3mg/mL的CNT（Sigma公司，519308,碳纳米管,单壁）]。含有CDT的磷酸钾缓冲液中，使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA），在冰上，合计施加5分钟的间隔3秒持续1秒钟的超声波脉冲（200W、Duty20％）。离心分离（15000rpm、5分钟）超声波处理的CDT－CNT混合溶液。得到许多的CDT与CNT结合的CNT/CDT复合体。
结果如图4所示。图4是显示CNHBP－Dps－TBP（CDT）和CNT的复合体的透射型电子显微镜像的图。将复合体用3％磷钨酸染色从而进行拍摄。作为结果可知，形成了CNHBP－Dps－TBP（CDT）和CNT的复合体。
实施例4：CNT/CDT/Ti复合体的制备例
得到的CNT/CDT复合体溶液中加入终浓度为2.5重量％的钛前体二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV）（Titanium（IV）bis（ammonium lactato）dihydroxide）（SIGMA公司，388165），在室温（24℃）下放置。然后，离心分离（15000rpm、5分钟）开始反应30分后和开始反应15小时后的样品，回收沉淀。得到的沉淀用水洗涤3次，最后悬浊于水中。将得到的样品在透射型电子显微镜（JEM3100－FEF、300kV）中，无染色地进行电子显微镜解析。对于开始反应15小时后的样品的电子显微镜解析结果如图5所示。图5是显示在CNHBP－Dps－TBP（CDT）与CNT的复合体中添加钛前体而得到的黑色析出物的透射型电子显微镜像的图。
作为结果，可以观察黑色结构体。使用透射型电子显微镜（JEM3100－FEF、300kV），通过能量色散型X-射线分析（EDS）对得到的样品（黑色结构体）进行组成分析。结果如图6所示。图6是显示分别EDS解析图5所示的Box004以及Box005的区域的情况下得到的峰的图。
作为结果，可知作为图5中Box004所示的区域的黑色结构体中包含了钛原子。另一方面，作为图5中Box005所示的没有黑色结构体的区域观察不到钛原子的峰。
此外，Box004以及Box005两者中都观察到来自于铜的峰。认为这是电子显微镜观察时载样的铜制格子的成分被检测出来了。
从而可知，观察添加钛前体的CNT/CDT纳米复合体溶液时看到的灰色区域含有钛原子。
紧接着，用3％磷钨酸（PTA）染色添加钛前体的CNT/CDT纳米复合体溶液中包含的结构物，使用透射型电子显微镜（JEM2200－FS、200kV），在高倍率下进行TEM解析。结果如图7所示。图7是显示在CNHBP－Dps－TBP（CDT）与CNT的复合体中添加钛前体而得到的黑色析出物的透射型电子显微镜像的图。
作为结果可以看到长度方向的长度为1μm、与长度方向垂直的方向的直径在50nm～100nm范围的杆状结构体。
图8是显示在CNHBP－Dps－TBP（CDT）与CNT的复合体中添加钛前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜像的图。如图8所示，在得到的透射型电子显微镜像中，含有看起来电子密度浓并为黑的钛的区域的内部，可以观察到直径5nm左右CNT。此外，可以观察到CNT的周围有直径9nm左右的球状蛋白质CDT。此外，该复合体中CDT和CNT的距离（S1）为1nm～10nm。
作为对照，在仅含有CNT的溶液中加入钛前体使其同样地反应。即，终浓度50mM的磷酸钾缓冲液（pH6.0）中加入终浓度3mg/mg CNT（Sigma社、519308,碳纳米管,单壁）。将该溶液置于冰上使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA）循环进行持续1秒、停止3秒的超声波（200W、Duty20％）处理，超声波处理的时间合计5分钟。此处超声波处理后进行离心分离的话，就有CNT全部沉淀的危险，因此不进行离心分离。在仅有超声波处理的CNT的溶液加入终浓度2.5重量％的钛前体二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV）（Titanium（IV）bis（ammonium lactato）dihydroxide），在室温（24℃）下放置。离心分离（15000rpm、5分钟）开始反应15小时后的样品，回收沉淀。用水洗涤该沉淀3次，最后悬浊于水中。3％PTA染色得到的悬浊液，使用透射型电子显微镜（JEM2200－FS、200kV），进行电子显微镜解析。结果如图9所示。图9是显示在分散CNT的溶液中添加钛前体得到的黑色析出物的透射型电子显微镜像的图。
作为结果，在仅分散了CNT的溶液中观察不到图7可以观察到的来自于CNT的周围特异存在的钛原子的黑色区域。
即可知，通过利用与CNT结合的CDT的钛析出活性，CNT/CDT的复合体（纳米复合体）的周围用钛涂膜，可以合成CNT/CDT/Ti的复合体（纳米复合体）。
实施例5：内含金属粒子的融合蛋白CDT和CNT的结合
首先，在CDT多聚体内腔中形成氧化铁纳米粒子。即，制备含有CDT的HEPES缓冲液（含有各自终浓度为80mM的HEPES－NaOH（pH7.5）、0.5mg/mL的CDT、1mM的硫酸铵铁）1mL，在4℃下放置3小时。放置后，离心分离（15000rpm、5分钟），回收含有蛋白质的上清液。然后，将该上清液用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩，将内腔中持有氧化铁纳米粒子的CDT多聚体（Fe－CDT）溶液的缓冲液置换成水从而得到蛋白质溶液。使用该蛋白质溶液，制备含有内腔中持有氧化铁纳米粒子的CDT多聚体和CNT的磷酸钾缓冲液（含有各自终浓度为50mM的磷酸钾（pH6.0）、0.3mg/mL的Fe－CDT、0.3mg/mL的CNT）。对制备的溶液使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA）在冰上，合计进行5分钟的间隔3秒的持续1秒的超声波脉冲处理（200W、Duty20％）。离心分离（15000rpm、5分钟）经超声波脉冲处理的Fe－CDT－CNT混合溶液，得到许多的CDT多聚体与CNT结合的CNT/Fe－CDT复合体。结果如图10所示。图10是显示内腔中持有氧化铁纳米粒子的CNHBP－Dps－TBP（CDT多聚体）和CNT的复合体的透射型电子显微镜像的图。透射型电子显微镜像通过3％TPA染色样品进行拍摄。
作为结果，可以看到得到内腔中持有氧化铁纳米粒子的CNHBP－Dps－TBP（CDT多聚体）和CNT的复合体（CNT/Fe－CDT复合体）。
实施例6：CNT/Fe－CDT/Ti复合体的制备例
在得到的CNT/Fe－CDT复合体溶液中加入终浓度为2.5重量％的钛前体二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV）（Titanium（IV）bis（ammonium lactato）dihydroxide）（SIGMA Aldrich公司，388165），在室温（24℃）下放置。离心分离（15000rpm、5分钟）反应开始30分后和15小时后的样品，回收沉淀。通过用水洗涤3次该沉淀，最后悬浊于水中得到CNT/Fe－CDT/Ti水溶液。
图11是显示在内腔中持有氧化铁纳米粒子的CNHBP－Dps－TBP（CDT多聚体）和CNT的复合体中添加钛前体而得到的黑色析出物的透射型电子显微镜像的图。对无染色的CNT/Fe－CDT/Ti水溶液进行TEM解析，如图11所示，可以观察到在黑色杆状结构体中，内腔中内含氧化铁纳米粒子的CDT多聚体。此外，该复合体中CDT和CNT的距离（S1）为1nm。
从EDS解析结果可以推测该黑色杆状结构体为含有钛的物质。对于根据TEM像认为CDT多聚体进一步増大了的钛纳米杆结构体的表面积进行解析。即，从图11的TEM像推定长度方向的长度为102nm、与长度方向垂直的方向的直径为31nm的钛纳米杆结构体中内含了64个CDT多聚体。钛纳米杆结构体的表面积为1.1×104（nm2）。然后，从直径9nm的CDT多聚体的表面积为254（nm2）可知CDT多聚体64个的表面积合计为1.6×104（nm2）。即，推定本次观察的每100nm的内含CDT多聚体的钛纳米杆结构体的长度方向的长度的表面积为2.6×104（nm2），是未内含CDT多聚体的情况下的每100nm同样的钛纳米杆结构体的长度方向的长度的表面积1.1×104（nm2）的2.4倍大。
此外，根据将CDT多聚体中内含的氧化铁纳米粒子导入钛膜，因而期待预测的能够内含于CDT多聚体的镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌以及镉硒等的金属纳米粒子的向覆盖CNT的钛膜、氧化钛膜的导入。
紧接着，将CNT/Fe－CDT/Ti水溶液10μL载于经UV/臭氧处理（115℃、5分钟、1ml/min）的厚度10nm的SiO2膜覆盖的硅基板上，在450℃下加热30分钟。之后，在室温下放置冷却，用扫描型电子显微镜（SEM）解析。结果如图12所示。图12是显示加热氧化钛覆盖的CNHBP－Dps－TBP（CDT多聚体）和CNT的复合体而得到的结构体的扫描型电子显微镜像的图。
作为结果，观察到粒子状结构体、膜状的结构体覆盖在纤维状的CNT周围的样子。此外，根据EDS分析给出了这样的启示，覆盖CNT的结构体是由氧化钛构成的。
实施例7：CNT/TiO2复合体的制备例
首先，向50mM磷酸钾缓冲液（pH6.0）中加入终浓度为0.3mg/mL的CDT以及0.3mg/mL的CNT（Sigma公司，519308,碳纳米管,单壁）。将得到的溶液40mL置于冰上使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA），循环进行持续1秒、停止3秒的超声波（200W、25％）处理，超声波处理时间合计5分钟。超声波处理中使用直径10mm的粗元件。超声波处理后将溶液转移入容量50mL的试管中，通过8500rpm、10分钟的离心分离，除去未与CDT多聚体结合的CNT。在该溶液中加入终浓度为2.5重量％的二氢氧化二(乳酸铵)合钛（IV）（Titanium（IV）bis（ammonium lactato）dihydroxide）（SIGMA公司，388165），在室温下放置2小时。在此观察凝集体的沉淀。之后，在容量50mL的离心管进行8500rpm、10分钟的离心分离，回收沉淀，纯化CNT/CDT/Ti复合体。进一步地通过加入水40mL，离心分离来洗涤，最后加入水0.8mL，移入容量1.5mL的微型管（Microtube）。将含有得到的CNT/CDT/Ti复合体的溶液200μL载入石英板上，在450℃～800℃的范围内（在500℃、600℃、700℃以及800℃的各温度下），加热30分钟（升温速度50℃/分）。
3％PTA染色在各温度下烧制的黑色粉体，进行TEM解析。结果如图12所示。图13A、图13B、图13C以及图13D是显示加热氧化钛覆盖的CNHBP－Dps－TBP（CDT多聚体）和CNT的复合体得到的结构体的透射型电子显微镜像的图。
如图13A所示在500℃下烧制的情况下，可以观察到许多的线状结构体。如图13B所示在600℃下烧制的情况下，几乎不能观察到线状结构体。如图13C以及图13D所示在700℃以上烧制的情况下完全不能观察到线状结构体。
进一步地，为调查得到的黑色粉体的结晶状态，通过X射线衍射（XRD）对在450℃下加热的黑色粉体进行解析。结果如图14所示。图14是显示将氧化钛覆盖的CNHBP－Dps－TBP（CDT）和CNT的复合体在450℃下烧制得到的结构体的XRD分析的结果的图。
如图14所示，可以观察到锐钛矿型TiO2结晶的（101）面、（200）面上特有的峰。
然而通过观察锐钛矿型TiO2结晶以外的峰，推定混合了TiO。同样地，对于在500℃、600℃下烧制的黑色粉体也进行XRD解析时，显示出同样的峰模式。因此，启示了至少在600℃以下烧制的黑色粉体中，含有具有光催化活性的锐钛矿型TiO2结晶。
实施例8：光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的制造例1
将实施例4得到的CNT/CDT/Ti复合体作为光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的光电转换层的材料使用，评价对于色素敏化太阳能电池的特性的影响。色素敏化太阳能电池的制造通过如下所示地改变SOLARONIX公司的方案（参见DavidMartineau，真正的色素太阳能电池（Dye Solar Cells for Real），02.09.2010）来进行。
首先，用上述方法，合成CNT（SWNT）/CDT/Ti反应溶液1ml份，用水洗涤后，悬浊于乙醇溶液中。将该CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体捏合入氧化钛膏（Ti－Nanoxide D、SOLARONIX公司）中，作为色素敏化太阳能电池的材料。为了形成光电转换层，在切成25mm×25mm正方形的作为透明电极基板的FTO基板（fluorine－doped tin oxide、SOLARONIX公司）的两端，分别贴附被切割成5mm的2重贴合的隐形胶带（3M株式会社，厚度100μm左右)。胶带相互间的距离为10mm。
在胶带之间载入含有CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏，通过使用载玻片平向伸展，并在30℃下放置30分钟，使氧化钛膏干燥。将载入了氧化钛膏的基板放入烧制炉，在450℃下烧制30分钟。升温速度为90℃/min。烧制后，自然冷却至100℃以下。烧制的基板上附上0.2g/L钌（Ru）敏化色素溶液（N719，无水乙醇溶解液，SOLARONIX公司）1mL，在室温下放置24小时。用乙醇洗去放置24小时后被染红的部分，用干燥器干燥得到光电极。
使用以厚度50nm的铂（Pt）涂膜掺氟二氧化锡（FTO）膜的表面的Pt电极（对电极）和具备上述光电极的结构体，制造色素敏化太阳能电池。
使用封口片（SX1170－25、SOLARONIX公司）作为封口材料，使用热板在120℃下加热5分钟。进一步地在没有完全封口的粘合面上覆上作为环氧系粘合剂的快干粘合剂（Araldite Rapid）（昭和高分子株式会社），在30℃下放置2小时而密封。最后加入碘电解液（SOLARONIX公司）得到色素敏化太阳能电池。
用氙气灯向制造的色素敏化太阳能电池照射100mW/cm2的强光进行评价。结果如图15所示。图15是显示色素敏化太阳能电池的电流－电压特性的图表。另外，电流―电压特性的测定时的延迟时间是0秒。根据图15明确，使用多孔性结构体的色素敏化太阳能电池的电流―电压特性是极其优秀的。
作为色素敏化太阳能电池的特性，评价太阳能电池中来自于照射光的入射能量中，作为转换成电力的比例的光电转换效率（η（％））、作为电流不流动时的电压的开放电压（Voc（V））、作为电压0V时测定的电流密度的短路电流密度（Jsc（mA/cm2））以及光电转换效率η的关系式：光电转换效率η＝Jsc×Voc×FF中的填充因子（FF）。结果显示于表1。
根据表1可以明确，具备仅由氧化钛膏形成的光电极的色素敏化太阳能电池（设备2（－））中，短路电流密度为12mA/cm2，而使用捏合了CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏作为光电极的功能性材料的色素敏化太阳能电池（设备1（＋））中的短路电流密度为15mA/cm2，通过使用CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体作为电极的功能性材料，电流増加了25％。进一步地，通过使用捏合了CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏作为光电极的功能性材料，光电转换效率η提高了1.4倍。
【表1】
CNT/CDT/Ti Voc（V） Jsc（mA/cm2） FF η（％）
设备1 + 0.67 15.3 0.37 4.0
设备2 - 0.64 12.3 0.36 2.8
实施例9：光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的制造例2
使用实施例4得到的CNT/CDT/Ti复合体作为光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的光电转换层材料，评价对于色素敏化太阳能电池的特性的影响。色素敏化太阳能电池的制造通过如下地改变SOLARONIX公司的方案进行。
首先，为了大量地合成CNT（SWNT）/CDT/Ti，向50mM磷酸钾缓冲液（pH6.0）中加入终浓度为0.3mg/mL的CDT1以及0.3Mg/mL的CNT（SWNT，Sigma公司，519308－250MG，碳纳米管，单壁)。将得到的溶液50mL，在冰上使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA）循环进行持续1秒、停止3秒的超声波（200W、25％），进行超声波的时间合计5分钟。超声波处理中使用直径10mm的粗元件。
超声波处理后，将溶液移入50mL的试管中，在8500rpm下离心分离10分钟，从而除去未与CDT1结合的CNT（SWNT）。在该溶液中加入终浓度为2.5重量％的Ti［BALDH］（Sigma Aldrich），在室温下放置2小时。之后，通过用50mL的离心管在8500rpm下离心分离10分钟，回收沉淀，从而纯化CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体。进一步地，通过加入水40mL，用50mL的离心管在8500rpm下离心分离30分钟从而洗涤。在该沉淀中加入水1mL，移入1.5mL的微型管中，在15000rpm下离心分离20分钟。通过使该沉淀分散到300μL的乙醇中得到CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体。实施该操作2次，从合计100mL的反应溶液中得到CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体。将含有得到的复合体的溶液200μL载于石英板上在450℃下加热处理（升温速度50℃/分）30分钟从而得到CNT（SWNT）/TiO2复合体。将得到的CNT（SWNT）/TiO2复合体分别再悬浊于乙醇100μL中，回收。
将得到的CNT（SWNT）/TiO2复合体捏合到氧化钛膏（Ti－Nanoxide D，SOLARONIX公司）中使终浓度为0.5g/L（设备4）或者5g/L（设备5），得到色素敏化太阳能电池的材料。为了形成光电转换层，在切割成25mm×25mm正方形的作为透明电极基板的FTO基板（fluorine－doped tin oxide、SOLARONIX公司）的两端分别贴附，切割成5mm的2重贴合的隐形胶带（3M株式会社，厚度100μm左右)。胶带相互之间的距离为5mm。
胶带之间分别载入各浓度的含有CNT（SWNT）/TiO2复合体的氧化钛膏，通过使用载玻片平向伸展，在30℃下放置30分钟，从而使氧化钛膏干燥。将载入了氧化钛膏的基板放入烧制炉中，在450℃下烧制30分钟。升温速度为90℃/min。烧制后，自然冷却至100℃以下。将烧制的基板浸渍入0.2g/L的钌（Ru）敏化色素溶液（N719、无水乙醇溶解液、SOLARONIX公司）1mL中，在室温放置24小时。用乙醇洗涤放置24小时后被染红的电极基板，除去未吸附于氧化钛表面的色素，通过在室温下放置10分以上使其干燥得到光电极。
制造使用掺氟二氧化锡（FTO）膜的表面用厚度50nm的铂（Pt）涂膜的Pt电极（对电极）和具备上述光电极的结构体的色素敏化太阳能电池。
使用封口片（SX1170－25、SOLARONIX公司）作为封口材料，使用热板，在120℃下加热5分钟。进一步地，在没有完全封口的粘合面上覆上作为环氧系粘合剂的快干粘合剂（昭和高分子株式会社），在60℃下放置1小时密封。最后加入碘电解液（SOLARONIX公司）得到色素敏化太阳能电池。
向制造的色素敏化太阳能电池用氙气灯照射100mW/cm2的强光，进行评价。结果如图16所示。图16是显示色素敏化太阳能电池的电流－电压特性的图表。此外，测定电流―电压特性时的延迟时间是100m秒。从图16可以明确，使用多孔性结构体的色素敏化太阳能电池的电流―电压特性是极其优秀的。
作为制造的色素敏化太阳能电池（设备4以及设备5）以及作为对照的光电极中不含CNT（SWNT）/TiO2复合体的色素敏化太阳能电池（设备3）的特性，评价开放电压Voc（V）、短路电流密度Jsc（mA/cm2）、填充因子FF以及光电转换效率η（％）。结果表示于表2。即，使用由含有0.5g/L浓度的CNT（SWNT）/TiO2复合体的氧化钛膏制造的电极的情况下，转换效率提高到了4.7％。
【表2】
CNT/TiO2（g/L） Voc（V） Jsc（mA/cm2） FF η（％）
设备3 0 0.66 10.8 0.58 4.1
设备4 0.5 0.70 11.3 0.60 4.7
设备5 5.0 0.68 9.7 0.55 3.6
实施例10：光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的制造例3
使用实施例4得到的CNT/CDT/Ti复合体作为光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的光电转换层的材料，评价对于色素敏化太阳能电池的特性的影响。色素敏化太阳能电池的制造方法通过如下所述地改变SOLARONIX公司的方案进行。
首先，为了大量地合成CNT（SWNT）/CDT/Ti，向50mM磷酸钾缓冲液（pH6.0）中加入终浓度为0.3mg/mL的CDT1以及0.3Mg/mL的CNT（SWNT，Sigma公司，519308－250MG，碳纳米管，单壁)。将得到的溶液50mL，在冰上使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA）循环进行持续1秒、停止3秒的超声波（200W、25％），进行超声波的时间合计5分钟。超声波处理中使用直径10mm的粗元件。
超声波处理后，将溶液移入50mL的试管中，在8500rpm下离心分离1分钟，从而除去未与CDT1结合的CNT（SWNT）。在该溶液中加入终浓度为2.5重量％的Ti［BALDH］（Sigma Aldrich），在室温下放置2小时。之后，通过用50mL的离心管在8500rpm下离心分离10分钟，回收沉淀，从而纯化CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体。进一步地，通过加入水40mL，用50mL的离心管在8500rpm下离心分离30分钟从而洗涤。在该沉淀中加入水1mL，移入1.5mL的微型管中，在15000rpm下离心分离20分钟。通过使该沉淀分散到300μL的乙醇中得到CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体。实施该操作2次，从合计100mL的反应溶液中得到CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体。将含有得到的复合体的溶液200μL载于石英板上，在450℃下加热处理（升温速度50℃/分）30分钟从而得到CNT（SWNT）/TiO2复合体。将得到的CNT（SWNT）/TiO2复合体分别再悬浊于乙醇100μL中，回收。
将得到的CNT（SWNT）/TiO2复合体捏合到氧化钛膏（Ti－Nanoxide D，SOLARONIX公司）中使终浓度为0.5g/L，得到色素敏化太阳能电池（设备7）的材料。为了形成光电转换层，将切割成25mm×25mm正方形的作为透明电极基板的FTO基板（fluorine－doped tin oxide、SOLARONIX公司）浸渍到加热到80℃的40mM四氯化钛水溶液中30分钟。用水和乙醇依次洗涤该基板，其两端分别贴附，切割成5mm的2重贴合的隐形胶带（3M株式会社，厚度100μm左右)。胶带相互之间的距离为5mm。
胶带之间分别载入各浓度的含有CNT（SWNT）/TiO2复合体的氧化钛膏，通过使用载玻片平向伸展，在120℃下放置5分钟，从而使氧化钛膏干燥。将载入了氧化钛膏的基板放入烧制炉中，在500℃下烧制30分钟。升温速度为90℃/min。烧制后，自然冷却至100℃以下。将烧制的基板浸渍入0.2g/L的钌（Ru）敏化色素溶液（N719、无水乙醇溶解液、SOLARONIX公司）1mL中，在室温下放置24小时。用乙醇洗涤放置24小时后被染红的电极基板，除去未吸附于氧化钛表面的色素，通过在室温下放置10分以上使其干燥得到光电极。
使用掺氟二氧化锡（FTO）膜的表面用厚度50nm的铂（Pt）涂膜的Pt电极（对电极）和具备上述光电极的结构体，制造色素敏化太阳能电池。
使用封口片（SX1170－25、SOLARONIX公司）作为封口材料，使用热板，在120℃下加热5分钟。进一步地，在没有完全封口的粘合面上覆上作为环氧系粘合剂的快干粘合剂（昭和高分子株式会社），在60℃下放置1小时密封。最后加入碘电解液（SOLARONIX公司）得到色素敏化太阳能电池。
向制造的色素敏化太阳能电池用氙气灯照射100mW/cm2的强光，评价电流－电压特性。结果如图17所示。图17是显示色素敏化太阳能电池的电流－电压特性的图表。另外，测定电流―电压特性时的延迟时间是100m秒。从图17可以明确，使用多孔性结构体的色素敏化太阳能电池的电流―电压特性是极其优秀的。
作为制造的色素敏化太阳能电池（设备7）以及作为对照的光电极中不含CNT（SWNT）/TiO2复合体的色素敏化太阳能电池（设备6）的特性，评价开放电压Voc（V）、短路电流密度Jsc（mA/cm2）、填充因子FF以及光电转换效率η（％）。结果表示于表3。即，使用以含有0.5g/L浓度的CNT（SWNT）/TiO2复合体的氧化钛膏制造的电极的情况下，转换效率提高到了5.8％。
【表3】
CNT/TiO2（g/L） Voc（V） Jsc（mA/cm2） FF η（％）
设备6 0 0.71 10.9 0.58 4.5
设备7 0.5 0.69 15.0 0.56 5.8
实施例11：光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的制造例3
使用实施例4得到的CNT/CDT/Ti复合体作为光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的光电转换层的材料，评价对于色素敏化太阳能电池的特性的影响。色素敏化太阳能电池的制造方法通过如下所述地改变SOLARONIX公司的方案进行。
首先，用与上述实施例同样的方法，合成CNT（SWNT）/CDT/Ti反应溶液1mL份，用水洗涤后，悬浊于乙醇溶液。将该CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体捏合（氧化钛：10重量％～14重量％、复合体：0.02重量％～0.03重量％）到氧化钛膏（Ti－Nanoxide D，SOLARONIX公司）中使终浓度为0.2重量％，得到色素敏化太阳能电池的材料。为了形成光电转换层，将切割成25mm×25mm正方形的作为透明电极基板的FTO基板（fluorine－doped tin oxide、SOLARONIX公司）浸渍到加热到80℃的40mM的四氯化钛水溶液中30分钟，其两端分别贴附切割成5mm的2重贴合的隐形胶带（3M株式会社，厚度100μm左右)。胶带相互之间的距离为5mm。
胶带之间分别载入上述的含有CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏，通过使用载玻片平向伸展，在30℃下放置30分钟，从而使氧化钛膏干燥。将载入了氧化钛膏的基板放入烧制炉中，在450℃下烧制30分钟。升温速度为90℃/min。烧制后，自然冷却至100℃以下。冷却后，将FTO基板上的氧化钛部分切割成5mm×10mm正方形，将基板浸渍入0.2g/L的钌（Ru）敏化色素溶液（N719、无水乙醇溶解液、SOLARONIX公司）1mL中，在室温下放置24小时。用乙醇洗涤放置24小时后被染红的电极基板，除去未吸附于氧化钛表面的色素，在室温下使其干燥得到光电极（与设备8相对应）。
此外，作为对照，用含有通过氧化处理合成的CNT/氧化钛复合体0.2重量％的氧化钛电极制造光电极（与设备9相对应），用含有0.2重量％的CNT的氧化钛电极制造光电极（与设备10相对应），用不含CNT的氧化钛电极制造光电极（与设备11相对应）。通过氧化处理的CNT/氧化钛复合体的合成参见参考文献（W.Wang et al.（2005）Journal of Molecular Catalysis A：Chemical,235,194－199.）的方法。即，向乙醇200mL中加入钛酸四丁酯溶液34mL（0.1mol），在室温下搅拌30分钟。之后，加入硝酸（35重量％）28mL，紧接着添加适当量的CNT，在室温下搅拌一晩直至变成凝胶状。之后，离心回收沉淀物，通过在80℃下放置一晩，使其干燥得到CNT/氧化钛复合体。
使用掺氟二氧化锡（FTO）膜的表面用厚度50nm的铂（Pt）涂膜的Pt电极（对电极）和具备上述光电极的结构体，制造色素敏化太阳能电池。
使用封口片（SX1170－25、SOLARONIX公司）作为封口材料，使用热板，在120℃下加热5分钟。进一步地，在没有完全封口的粘合面上覆上作为环氧系粘合剂的快干粘合剂（昭和高分子株式会社），在30℃下放置2小时密封。最后加入碘电解液（SOLARONIX公司）得到色素敏化太阳能电池。
向制造的色素敏化太阳能电池（设备8～设备11）用氙气灯照射100mW/cm2的强光，进行评价。结果如图24所示。图24是显示色素敏化太阳能电池的电流－电压特性的图表。另外，测定电流―电压特性时的延迟时间是100m秒。从图24可以明确，具备用含有纳米素材的氧化钛膏形成的光电极的色素敏化太阳能电池（设备8、设备9以及设备10）的电流―电压特性，比具备仅用氧化钛膏形成的光电极的色素敏化太阳能电池（设备11）的电流―电压特性优秀。特别是以使用CDT1合成的CNT和氧化钛的复合体作为电极的功能性材料使用的色素敏化太阳能电池（设备8）的电流―电压特性是极其优秀的。
作为色素敏化太阳能电池的特性，评价开放电压Voc（V）、短路电流密度Jsc（mA/cm2）、填充因子FF以及光电转换效率η（％）。结果表示于表4。
由表4可以明确，具备用含有纳米素材的氧化钛膏形成的光电极的色素敏化太阳能电池（设备8、设备9、以及设备10），与具备仅用氧化钛膏形成的光电极的色素敏化太阳能电池（设备11）相比，被测定出了大的短路电流密度。特别是通过使用CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体作为电极的功能性材料，使短路电流増加了180％。进一步地，以使用CDT1合成的CNT和氧化钛的复合体作为电极的功能性材料使用的色素敏化太阳能电池（设备8）的短路电流密度，比单独以CNT作为电极的功能性材料使用的色素敏化太阳能电池（设备10）的短路电流密度、和以通过氧化处理合成的CNT和氧化钛的复合体作为电极的功能性材料使用的色素敏化太阳能电池（设备9）的短路电流密度大。
紧接着，对于设备8和设备10进行阻抗测定。测定中使用恒电位仪/检流计SP－50（Bio－Logic社）。测定是使频率从500mHz到10kHz变化，根据变化前后的电流值、电压值的应答的位相求得各电阻元件。
作为结果，设备8中的基板片的电阻为18Ω，设备10中的基板片电阻为35Ω。并且光电极和色素、电解质界面的电阻为10Ω和15Ω。即，通过将CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体作为电极的功能性材料使用，可知片电阻元件为59％，光电极和色素、电解质界面的电阻降低33％，氧化钛电极的导电性改善了。
首先，作为通过将CNT导入氧化钛电极使短路电流密度提高的理由，认为是CNT产生的载体通道，在再结合载体并且电流降低之前能够向导电膜（FTO电极）移动。此外，认为通过CDT1处理、氧化处理从而形成CNT和氧化钛的复合体，从而可以使CNT和氧化钛紧紧贴附，降低CNT以及氧化钛间的电阻。因此，在氧化钛周围产生的载体比在将未处理的CNT导入氧化钛膏内的情况下，更加有效地向CNT移动。认为通过酸处理合成的CNT/氧化钛复合体，由于酸，CNT的一部分结构被破坏，阻碍了CNT内的载体的移动。但是如果使用CDT1的话，CNT可以不伤害结构并合成CNT和氧化钛的复合体。认为进一步地，通过来源于CDT1由来的空孔提高了表面积，能够担持更多的色素。因此，使用CDT1合成的CNT/氧化钛复合体比通过酸处理合成的CNT/氧化钛复合体，产生的载体量也多、进一步地也能维持CNT内的载体的移动速度，能够观察到大的短路电流。
提高短路电流密度的结果，使用捏合了CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏作为光电极的功能性材料的色素敏化太阳能电池（设备8）的光电转换效率η，是使用不含CNT的氧化钛膏作为光电极的功能性材料的色素敏化太阳能电池（设备11）的光电转换效率η的2.2倍。然后，制造的色素敏化太阳能电池中，使用捏合CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏作为光电极的功能性材料的色素敏化太阳能电池被测定出了最高的光电转换效率。即，可知通过使用用CDT1而在渐进的条件下合成的CNT和氧化钛的复合体，使太阳能电池的性能提高了。
另外，通过将FTO基板的四氯化钛处理、CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体以终浓度0.2重量％捏合入氧化钛电极中，与实施例8制造的色素敏化太阳能电池相比，可以确认到短路电流密度、光电转换效率η的提高。
【表4】
Voc（V） Jsc（mA/cm2） FF η（％）
设备8 0.73 13.1 0.68 6.5
设备9 0.76 8.9 0.73 5.0
设备10 0.75 8.2 0.72 4.5
设备11 0.71 7.3 0.58 3.0
实施例12：光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的制造例4
使用实施例4得到的CNT/CDT/Ti复合体作为光电转换元件（色素敏化太阳能电池）的光电转换层的材料，评价对于色素敏化太阳能电池的特性的影响。色素敏化太阳能电池的制造方法通过如下所述地改变SOLARONIX公司的方案进行。
首先，用与上述实施例同样的方法，合成CNT（SWNT）/CDT/Ti，用水洗涤后，悬浊于乙醇溶液。将该CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体捏合到氧化钛膏（Ti－Nanoxide D，SOLARONIX公司）中使终浓度为0.1重量％～1重量％，具体地为CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的终浓度为0.1重量％（与设备13相对应）、0.15重量％（与设备14相对应）、0.2重量％（与设备15相对应）、0.25重量％（与设备16相对应）、0.3重量％（与设备17相对应）、0.5重量％（与设备18相对应）、1.0重量％（与设备19相对应）、5.0重量％（与设备20相对应）以及0.06重量％（与设备21相对应），得到色素敏化太阳能电池的材料。另外作为对照，也使用不含CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体的氧化钛膏（与设备12相对应）。为了形成光电转换层，将切割成25mm×25mm正方形的作为透明电极基板的FTO基板（fluorine－doped tin oxide、SOLARONIX公司）放到80℃的40mM的四氯化钛水溶液中30分钟，该FTO基板的两端分别贴附切割成5mm的2重贴合的隐形胶带（3M株式会社，厚度100μm左右)。胶带相互之间的距离为5mm。
胶带之间分别以上述各浓度载入含有CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏，通过使用载玻片平向伸展，在30℃下放置30分钟，从而使氧化钛膏干燥。将载入了氧化钛膏的基板放入烧制炉中，在450℃下烧制30分钟。升温速度为90℃/min。烧制后，自然冷却至100℃以下。冷却后，将FTO基板上的氧化钛部分切割成5mm×10mm正方形，将该基板浸渍入0.2g/L的钌（Ru）敏化色素溶液（N719、无水乙醇溶解液、SOLARONIX公司）1mL中，在室温下放置24小时。用乙醇洗涤放置24小时后被染红的电极基板，除去未吸附于氧化钛表面的色素，在室温下使其干燥得到光电极。
使用掺氟二氧化锡（FTO）膜的表面用厚度50nm的铂（Pt）涂膜的Pt电极（对电极）和具备上述光电极的结构体，制造色素敏化太阳能电池。
使用封口片（SX1170－25、SOLARONIX公司）作为封口材料，使用热板，在120℃下加热5分钟。进一步地，在没有完全封口的粘合面上覆上作为环氧系粘合剂的快干粘合剂（昭和高分子株式会社），在30℃下放置2小时密封。最后加入碘电解液（SOLARONIX公司）得到色素敏化太阳能电池。
向制造的色素敏化太阳能电池（设备12～设备21）用氙气灯照射100mW/cm2的强光，进行评价。设备12、设备13、设备15、设备17、以及设备18的评价结果如图25所示。图25是显示色素敏化太阳能电池的电流－电压特性的图表。另外，测定电流―电压特性时的延迟时间是100m秒。从图25可以明确，使用以终浓度0.1重量％～0.5重量％的浓度添加CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体从而形成的氧化钛电极的色素敏化太阳能电池的电流―电压特性是优秀的。
作为色素敏化太阳能电池的特性，评价开放电压Voc（V）、短路电流密度Jsc（mA/cm2）、填充因子FF以及光电转换效率η（％）。结果表示于表5。
由表5可以明确，使用以终浓度0.06重量％～0.5重量％的浓度添加CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体从而形成的氧化钛电极的色素敏化太阳能电池（设备13、设备14、设备15、设备16、设备17、设备18以及设备19），可以观察到光电转换效率的提高。特别是使用含有终浓度0.2重量％的CNT（SWNT）/CDT/Ti复合体的氧化钛膏的色素敏化太阳能电池（设备15）的情况下，被测定出了最高的光电转换效率6.6％。
可知通过像这样添加规定量的CNT（SWNT）/CDT1/Ti复合体从而形成氧化钛电极，能够使色素敏化太阳能电池的性能提高。
【表5】
CNT/CDT1/Ti（重量%） Voc（V） Jsc（mA/cm2） FF η（％）
设备12 0.0 0.705 7.3 0.579 2.97
设备13 0.1 0.730 10.8 0.720 5.68
设备14 0.15 0.728 12.9 0.679 6.39
设备15 0.2 0.718 12.9 0.714 6.62
设备16 0.25 0.723 11.6 0.725 6.05
设备17 0.3 0.728 8.9 0.758 4.91
设备18 0.5 0.690 10.0 0.561 3.87
设备19 1.0 0.723 12.2 0.314 2.78
设备20 5.0 0.710 7.16 0.492 3.34
设备21 0.06 0.731 6.27 0.476 4.34
实施例13：融合蛋白CcDT的制备例
（1）CcDT表达株的制造
使用来源于Corynebacterium glutamicum的Dps，构建具有与CDT同样的性质的突变蛋白质。
使用Corynebacterium glutamicum的基因组DNA作为模板，以及序列号24和序列号25的核苷酸序列构成的寡核苷酸作为引物进行PCR。
得到的PCR产物用Wizard SV Gel and PCR Clean－UpSystem（Promega公司，USA）纯化，用限制性内切酶NdeI和EcoRI进行酶切。
另外，用限制性内切酶NdeI和BamHI酶切pET20b质粒（Merck公司，德国）。
使用T4DNA连接酶（Promega公司，USA）使用限制性内切酶酶切的PCR产物以及质粒结合。用该结合的DNA转染E.coli JM109（Takara BioInc.、日本），构建保有搭载了编码Dps的基因的表达质粒（pET20－CcDT）JM109，所述Dps是N末端融合了碳纳米角结合肽（CNHBP），C末端融合了钛结合肽（TBP）的来源于Corynebacterium glutamicum的Dps（CcDT、序列号28以及序列号29）。
使用Wizard Plus Minipreps System（Promega公司，USA）从该转染株纯化pET20－CcDT。最后用pET20－CDT转染BL21（DE3）（invitorogen公司，USA）得到蛋白质表达株BL21（DE3）/pET20－CcDT。
（2）CcDT的纯化
为了得到CcDT蛋白质，将BL21（DE3）/pET20－CcDT置于1mL的LB培养基（100mg/L含有氨比西林）在37℃下培养。培养开始18小时后，将培养液接种到新的LB培养基（100mg/L含有氨比西林）100m中，使用容量500mL烧瓶在37℃下振荡培养24小时。通过离心分离（6000rpm、5分钟）回收得到的菌体，用50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）5mL悬浊。用超声波处理该悬浊液，使菌体破碎。将含有破碎的菌体的溶液在6000rpm下离心分离15分钟，回收上清液部分。回收的上清液部分在60℃下加热20分钟，加热处理结束后迅速地在冰上冷却。冷却的上清液部分在6000rpm下离心分离15分钟，再次回收上清液（约5mL）。将回收的上清液用盘式过滤机（Millex GP0.22μm、Millipore公司，USA）灭菌。然后，灭菌的溶液用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩，将溶解了蛋白质的缓冲液置换成TrisHCl缓冲液（50mMTrisHCl溶液、pH8.0），得到蛋白质溶液2.5mL。
为了从得到的蛋白质溶液中纯化CcDT，使用阴离子交换色谱。即，将该蛋白质溶液2.5mL注入用50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）平衡化的HiLoard26/10Q－Sepharose High Performance色谱柱（GE healthcare公司，USA）。然后，用流速4.0mL/分、含有0mM～500mM NaCl的50mMTrisHCl缓冲液（pH8.0）设置盐浓度梯度，进行分离纯化，回收含有CcDT的部分。
实施例14：CcDT多聚体形成的确认
用3％PTA（磷钨酸）染色得到的CcDT，进行透射型电子显微镜解析。结果如图18所示。图18显示得到的CcDT的透射型电子显微镜像的图。
如图18所示，作为结果可知，与CDT同样的，CcDT形成直径为9nm左右、具有内腔的笼形多聚体。
实施例15：融合蛋白CcDT和碳纳米管的结合的确认
CcDT和CNT的结合通过QCM法测定。首先，将洗涤液（98％（w/v）硫酸和30％（w/v）过氧化氢水以3：1混合的溶液）50μL装到测定用的金传感器上放置5分钟后，通过用水冲洗从而洗涤传感器表面。此外，混合和1％SDS溶液使CNT的浓度为1mg/mL，将通过30分钟超声波处理制备的CNT溶液2μL放到金电极上，在室温下自然干燥。干燥后，用水洗涤2次，冲洗掉没有结合的CNT。进一步地用磷酸缓冲液A（50mM磷酸钾缓冲液、含有0.001％（w/v）tween－20、pH7.0）洗涤1次。
将CNT传感器安装到主体（Affinix QN，Initium公司），向CNT传感器滴加磷酸缓冲液A，通过在室温下放置30分钟～1小时，使传感器的频率值稳定。频率值稳定后，添加CcDT使反应溶液量为500μL、终浓度为1mg/L，测定频率的变化。结果如图19所示。图19是显示确认CcDT和CNT的结合的结果的图表。
如图19所示，作为结果可以观察到具有CNHBP的CcDT（CcDT1：实线）比不含CNHBP的Dps－TBP（DT：虚线）结合了更多的CNT。即，可知CcDT比DT具有更强的与CNT结合的能力。推测该CcDT的与CNT结合的能力是来源于CNHBP。
实施例16：融合蛋白CcDT和氧化钛的结合的确认
通过QCM法测定CcDT和氧化钛的结合。首先，将洗涤液（98％（w/v）硫酸和30％（w/v）过氧化氢水以3：1混合的溶液）50μL，装到测定用的氧化钛传感器上放置5分钟后，通过用水冲洗从而洗涤传感器表面。将该氧化钛传感器安装到主体（Affinix QN，Initium公司）上，向氧化钛传感器滴加磷酸缓冲液B（50mM磷酸钾缓冲液。pH7.0），通过在室温下放置30分钟～1小时，使传感器的频率值稳定。频率值稳定后，添加CcDT使反应溶液量为500μL、终浓度为1mg/L，测定频率的变化。结果如图20所示。图20是显示确认CcDT和氧化钛的结合的结果的图表。
如图20所示，作为结果可以观察到具有TBP的CcDT（CcDT1：实线）比不含TBP的CNHBP－Dps（CD：虚线）结合了更多的氧化钛。即，可知CcDT比TBP具有更强的与氧化钛结合的能力。推测该CcDT的与氧化钛的结合的能力是来源于TBP。
实施例17：融合蛋白CNHBP－Dps－ZnO1’（CDZ）表达株的制造
碳纳米角结合肽（以下记为CNHBP。氨基酸序列：DYFSSPYYEQLF（序列号6）。参见国际公开第2006/068250号）被融合在N末端、氧化钛结合（析出）肽（以下记为ZnO1’。氨基酸序列EAHVMHKVAPRPGGGSC（序列号30）。参见Umetsu et al.,Adv.Mater.,17,2571－2575（2005））被融合于C末端的Listeriainnocua的金属内含性蛋白质Dps（以下记为CNHBP－Dps－ZnO1’或者CDZ。序列号31以及序列号32）通过以下的步骤来构建。
首先，使用pET20－CDT作为模板DNA；使用序列号11的核苷酸序列以及tttGGATCCttaAcaACTAccTccAccAggAcGTggAgcAacTttAtgcatTacAtgTgcTtcttctaatggagcttttc（序列号33）的核苷酸序列构成的寡核苷酸作为引物进行PCR。将得到的PCR产物用Wizard SV Gel and PCR Clean－Up System（Promega公司，USA）纯化，用限制性内切酶DpnI和BamHI进行酶切。使用T4DNA连接酶（Promega公司，USA）使限制性内切酶酶切的PCR产物自我连接。将自我连接的PCR产物转染到E.coli BL21（DE3）（Nippon Gene株式会社（ニッポンジーン社），日本），构建保有搭载编码Dps（CDZ）的基因的表达质粒（pET20－CDZ）的BL21（DE3），所述Dps（CDZ）的N末端融合了碳纳米角结合肽、C末端融合了氧化锌结合肽。
实施例18：融合蛋白CDZ的纯化
将BL21（DE3）/pET20－CDZ置于100mL的LB培养基（含有100mg/L的氨比西林），使用容量500mL烧瓶，在37℃下振荡培养24小时。通过离心分离（6000rpm、5分钟）回收得到的菌体，用50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）5mL悬浊。用超声波处理该悬浊液，使菌体破碎。将该溶液在6000rpm下离心分离15分钟，回收上清液部分。回收的溶液在60℃下加热20分钟，加热后迅速地在冰上冷却。冷却的上清液部分在6000rpm下离心分离15分钟，再次回收上清液（约5mL）。将该上清液用盘式过滤机（Millex GP0.22μm、Millipore公司，USA）灭菌。然后，灭菌的溶液用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩，将溶解了蛋白质的缓冲液置换成TrisHCl缓冲液（50mMTrisHCl溶液、pH8.0），得到蛋白质溶液2.5mL。
为了从得到的蛋白质溶液中纯化CDZ，使用阴离子交换色谱。即，将该蛋白质溶液2.5mL注入用50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）平衡化的HiLoard26/10Q－Sepharose High Performance色谱柱（GE healthcare公司，USA）。然后，用流速4.0mL/分、含有0mM～500mM NaCl的50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）设置盐浓度梯度，进行分离纯化，回收含有CDZ的部分。进一步地，将该回收的部分用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）进行超滤浓缩，将溶解蛋白质的缓冲液置换成纯水得到CDZ溶液。
实施例19：CDZ多聚体形成的确认
3％PTA（磷钨酸）染色在缓冲液被置换成纯水之前的50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）中溶解的CDZ，用透射型电子显微镜进行解析。结果如图21所示。图21是显示CDZ的透射型电子显微镜像的图。其结果可知，CDZ与CDT同样地形成了限定出直径9nm左右的内腔的多聚体。
实施例20：通过CDZ促进来自于硫酸锌水溶液的白色的沉淀形成
首先，向0.1M硫酸锌水溶液添加溶解于纯水的CDZ、CDT或者CD分别使终浓度为0.1mg/mL。该溶液在室温下放置1小时后，使用600nm的光测定浊度。其结果如图22所示。显示由于CDZ而来源于硫酸锌水溶液的白色沉淀的形成的图。在添加了CDZ的溶液中，显著地促进白色沉淀的形成。认为该白色沉淀是氢氧化锌或者氧化锌。另一方面，在没有加入蛋白质的溶液中完全不生成沉淀。由上可知CDZ具有使锌化合物沉淀的活性的启示。另外，可知氢氧化锌通过125℃左右的加热可成为氧化锌。
实施例21：CDZ中的CNHBP的结合能的确认
调查CDZ的N末端融合的碳纳米角结合肽（CNHBP）的活性。向磷酸钾缓冲液（50mM、pH6.0）中加入CDZ和CNT（Sigma社、519308,碳纳米管,单壁）使各自的终浓度为0.3mg/mL。使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA），向得到的溶液进行持续1秒停止间隔3秒的超声波脉冲（200W、Duty20％）的超声波处理5分钟。离心分离（15000rpm、5分钟）经超声波处理的CDZ－CNT混合溶液，用3％PTA染色上清液中包含的CDZ和CNT的复合体，用透射型电子显微镜（JEM－2200FS、200kV）进行观察。结果如图23所示。图23是显示CDZ与CNT结合而成的复合体的透射型电子显微镜像的图。
作为结果可以观察到，在含有N末端具有CNHBP的CDZ的溶液中CDZ结合于CNT的周围样子。即，可知CDZ保持与CNT结合的活性。
实施例22：CNT森林（forest）的形成
以林状林立的CNT（SWNT）/TiO2电极的制造为目的，尝试作为该基础的林状林立的CNT的合成（CNT森林的形成）。
首先，使用使钛结合性肽（minTBP－1）融合的铁蛋白（TBF,T.Hayashi,et al.,(2006)Nano Lett.6515.）制备作为CNT森林形成时的催化剂使用的铁纳米粒子。即，制备含有纯化的TBF的HEPES缓冲液（含有终浓度分别为80mM的HEPES－NaOH（pH7.5）、0.5mg/mL的TBF、2mM的硫酸铵铁）1mL，在4℃下放置3小时。放置后，离心分离（15000rpm、5分钟），回收含有蛋白质的上清液。然后，将该上清液用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩，将内腔中内含氧化铁纳米粒子的TBF多聚体（Fe－TBF）溶液的缓冲液置换成TrisHCl缓冲液（50mM、pH8.0）得到蛋白质溶液。
紧接着，将由TBF多聚体合成的氧化铁纳米粒子吸附于硅基板。即，将硅晶圆上安置了3nm厚度的氧化硅膜的硅基板切割成7mm的正方形。将切割的硅基板分别用丙酮和甲醇超声波洗涤2分钟，最后用水洗涤5次。将洗涤结束的硅基板用氮气干燥后，UV－O3处理10分钟。在经处理的硅基板上载入Fe－TBF溶液（1.0mg/mL Fe－TBF、50mM TrisHCl缓冲液、pH8.0）10μL，放置10分钟，使Fe－TBF吸附于硅基板。离心从而除去未吸附硅基板的Fe－TBF溶液，通过UV－O3处理50分钟，从而仅仅除去吸附于硅基板上的Fe－TBF中的蛋白质成分，得到氧化铁纳米粒子吸附于其表面的硅基板。
将氧化铁纳米粒子吸附于其表面的硅基板放入CVD炉（VICInternational公司制），形成CNT森林。即，将该硅基板放入CVD炉的石英管中，在真空中加热到600℃～650℃。通过将加热的硅基板在氢气气氛下（氢流量200sccm、反应压力1.5kPa）放置5分钟，激活硅基板上的氧化铁纳米粒子。紧接着，在乙炔气体/氢气混合气氛下（乙炔流量10sccm、氢流量200sccm、反应压力1.5kPa）放置20分钟。
在无染色下SEM解析用CVD炉处理的硅基板时，可以确认到长度15μm左右的CNT构成的CNT森林。结果如图26所示。图26是无染色下SEM解析的硅基板的照片图。图26中两个箭头表示的区域是形成CNT森林的区域。
除了上述条件以外，CNT森林还可以使用下表6所示的条件，以通过TBF多聚体合成的氧化铁纳米粒子作为催化剂合成。此外，使用同样的条件，即使使用不进行UV－O3处理、不除去吸附于硅基板上的Fe－TBF的蛋白质成分的基板也可以形成CNT森林。表6是显示确认CNT森林的形成（成长）的条件的例子的图表。
【表6】
反应温度 ℃ 700 600 700 600 600 600 650 600
H2流量 sccm 100 25 25 25 10 200 200 200
C2H2流量 sccm 30 50 50 25 50 10 10 10
反应压力 Pa 1.5k 200 200 200 200 1500 1500 400
C2H2/H2比 0.3 2 2 1 5 0.05 0.05 0.05
C2H2分压 Pa 346.2 133.3 133.3 100.0 166.7 71.4 71.4 19.0
此外，通过使用下述表7以及表8所示的条件可以在非森林状的硅基板上合成CNT。表7以及表8是显示确认CNT的合成的条件的例子的图表。此处，将表面吸附了氧化铁纳米粒子的硅基板加热到CNT合成温度后，在CNT合成中使用的压力、氢气流量下放置5分钟，激活吸附于硅基板上的氧化铁纳米粒子。之后，在下述表7以及表8所示的各条件下处理20分钟，使CNT在硅基板上成长。升温以及降温均是在真空中实施。
【表7】
反应温度 ℃ 500 500 550 550 650 700
H2流量 sccm 25 200 200 100 200 200
C2H2流量 sccm 50 10 10 30 10 10
反应压力 Pa 200 1.5k 1.5k 1.5k 400 400
C2H2/H2比 2 0.05 0.05 0.3 0.05 0.05
C2H2分压 Pa 133.3 71.4 71.4 346.2 19.0 19.0
【表8】
反应温度 ℃ 700 750 800 900 800 900
H2流量 sccm 200 100 25 25 100 25
C2H2流量 sccm 10 30 50 50 200 10
反应压力 Pa 1500 1.5k 200 200 600 60
C2H2/H2比 0.05 0.3 2 2 2 0.4
C2H2分压 Pa 71.4 346.2 1000.0 1000.0 400.0 17.1
实施例23：合成的CNT和CDT的复合体的合成
为了加工如上所述得到的CNT森林得到林状林立的CNT（SWNT）/TiO2电极，需要使CDT吸附于构成CNT森林的CNT上。于是，从形成CNT森林的硅基板上剥离CNT，并详细观察得到的CNT的结构的同时，观察CNT和CDT的复合体的形成。即，将在乙炔流量10sccm、氢流量200sccm、反应压力1.5kPa、反应温度600℃下处理的形成CNT森林的硅基板放入70％乙醇水溶液中，通过1分钟超声波处理（1s ON/1s OFF、20％Duty），将CNT从硅基板上剥离。紧接着，使用得到的CNT溶液，通过常规的方法试验与CDT的复合体的形成。即，制备含有CNT和CDT的磷酸钾缓冲液[以各自终浓度计含有50mM磷酸钾（pH6.0）、0.1mg/mL的CDT、以及0.1mg/mL CNT]。使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA），在冰上，向含有CDT的磷酸钾缓冲液施加间隔3秒持续1秒的超声波脉冲（200W、Duty20％）合计5分钟。
结果如图27A以及图27B所示。图27A以及图27B是显示CDT和CNT的混合溶液的透射型电子显微镜像的照片图。拍摄在用3％磷钨酸染色样品的条件下进行。可知该条件下合成的CNT是由如图27A所示的粗的CNT和图27B所示的细的CNT的混合。此外，细CNT中可以观察到与CDT结合样子（参见图27B。）。从可以形成用已经说明了的方法合成的柱状的CNT和CDT的复合体可得到下述启示：与块体状的CNT同样，可以使用CDT从柱状的CNT合成柱状的CNT（SWNT）/TiO2复合体。
实施例24：细CNT的合成
通过对合成的细CNT和CDT的结合进行观察，从而试验细CNT构成的CNT森林的形成。通过之前的研究指出，合成的CNT的粗度受作为催化剂使用的铁纳米粒子的尺寸的影响（M.Kumar and Y.Ando(2010)J.NanoscienceNanotechnol.,10,3739,）。于是，试验使用内腔中可以内含的比TBF小的氧化铁纳米粒子的CDT而形成CNT森林。即，内腔中内含氧化铁纳米粒子的CDT，和内腔中内含氧化铁纳米粒子的TBF以1：0、1：1,1：2、或者2：1混合，使悬浊于tris缓冲液（50mM、pH8.0）中蛋白质总量为1mg/mL。紧接着，将硅晶圆上安置了厚度3nm的氧化硅膜的硅基板切割成7mm正方形。分别用丙酮和甲醇超声波洗涤2分钟切割的硅基板，最后用水洗涤5次。用氮气使洗涤的硅基板干燥后，UV－O3处理10分钟。在处理的硅基板上载入，含有内腔中内含氧化铁纳米粒子的CDT和内腔中内含氧化铁纳米粒子的TBF的缓冲液10μL，放置10分钟，使蛋白质吸附于硅基板。离心，除去未吸附于硅基板的蛋白质溶液，通过UV－O3处理50分钟，从而仅除去硅基板上的蛋白质成分。
将氧化铁纳米粒子吸附于其表面的硅基板放入CVD炉中，进行CNT森林的形成。即，将该硅基板放入CVD炉的石英管中，在真空中下加热到600℃。通过将加热的基板在氢气气氛下（氢流量200sccm、反应压力1.5kPa）放置5分钟，从而激活基板上的氧化铁纳米粒子。紧接着，在乙炔气体/氢气混合气氛下（乙炔流量10sccm、氢流量200sccm、反应压力1.5kPa）放置20分钟。
使用内腔中内含氧化铁纳米粒子的CDT和内腔中内含氧化铁纳米粒子的TBF以1：1、1：2或者2：1混合的溶液的情况下，可以确认到CNT森林的形成。结果如图28所示。图28是SEM解析CDT和TBF的比为1：1合成的CNT的照片图。图28中，两箭头所示的区域是形成CNT森林的区域。紧接着，通过将形成该CNT森林的基板放入70％乙醇水溶液中，超声波处理（1s ON/1s OFF、20％Duty）1分钟从而从硅基板上剥离CNT。
TEM解析得到的CNT的粗度。结果如图29A、图29B以及图29C所示。如图29A、图29B以及图29C所示，图29A是CDT和TBF的比为1：1合成的CNT的照片图。图29B是CDT和TBF的比为1：2合成的CNT的照片图。图29C是CDT和TBF的比为2：1合成的CNT的照片图。
可知使用内腔中内含氧化铁纳米粒子的CDT和内腔中内含氧化铁纳米粒子的TBF的混合催化剂而形成的CNT森林中均包含了许多的细CNT。
实施例25：CNT与蛋白质的结合
调查对于CDT和TBF的比为1：2在硅基板上合成的CNT，是否可以结合CNHBP－Dps（CD）。CNHBP－Dps具有从CNHBP－Dps－TBP上除去钛结合肽TBP的结构，如下所述地制备。
将BL21（DE3）/pET20－CD置于5mL的LB培养基（含有100mg/L氨比西林））在37℃下培养。开始培养的18小时后，将得到的培养液接种到新的LB培养基（含有100mg/L氨比西林）3L上，使用BMS－10/05（ABLE株式会社，日本）在37℃下振荡培养24小时。通过离心分离（5000rpm、5分钟）回收得到的菌体，在－80℃下保存。将冷冻保存的菌体的半份量（6g）悬浊在50mM TrisHCl缓冲液（pH8.0）40mL中。然后，使用Digital Sonifier450（Branson公司，USA）对该悬浊液进行12分钟的间隔1秒的超声波脉冲（200W、Duty45％）处理，从而使菌体破碎。将含有破碎的菌体的溶液在15000rpm下离心分离（JA－20、Beckmancoulter公司，USA）15分钟，回收上清液部分。将回收的上清液部分在60℃下加热20分钟，加热后迅速地在冰上冷却。冷却的上清液部分在17000rpm下离心分离（JA－20）10分钟，再次回收上清液部分（约20mL）。该上清液部分用盘式过滤机（Millex GP0.22μm，Millipore公司，USA）灭菌。然后，灭菌的上清液部分用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩直至液量为10mL，得到蛋白质溶液。之后，向蛋白质溶液中加入终浓度0.5M的NaCl，在6000rpm下离心分离（JA－20）后5分钟，舍去上清液，将沉淀物悬浊于50mM Tris－HCl缓冲液（pH8.0）中。重复3次该操作纯化CD。
紧接着，为了使CD中内含金属粒子，制备含有CD的HEPES缓冲液（含有终浓度分别为80mM的HEPES－NaOH（pH7.5）、0.5mg/mL的CDT、1mM的硫酸铵铁）1mL，在4℃下放置3小时。放置后通过离心分离（15000rpm、5分钟）回收上清液从而得到含有内腔中内含氧化铁纳米粒子的CD的溶液。将得到的溶液用Amicon－Ultra－15（NMWL.50000、Millipore公司，USA）超滤浓缩，将内腔中内含氧化铁纳米粒子的CD多聚体（Fe－CD）溶液中的缓冲液置换成水得到蛋白质溶液。为了形成在硅基板上合成的CNT与Fe－CD的复合体，在硅基板上合成的CNT中，加入含有Fe－CD的水溶液（含有30体积％的乙醇）10μL，在室温下放置10分钟。之后，用水洗涤，用干燥器干燥。然后，SEM解析得到的基板。结果如图30所示。图30是SEM解析形成的CNT和Fe－CD的复合体的照片图。
如图30所示，可以观察到内含氧化铁纳米粒子的CDT和TBF以1:2的混合比混合从而形成的CNT和Fe－CD的复合体。此处，蛋白质不可以直接地通过SEM解析观察，但是通过使用内含铁纳米粒子等的金属纳米粒子的蛋白质观察内部的金属纳米粒子，从而可以间接地观察蛋白质的位置。可知观察到特别是本次使用的Fe－CD是直径5nm左右的小的纳米粒子是白色的点。
这启示了，CD、CDT中使用的CNT结合肽，可以确认为通过上述工序合成的CNT。然后启示了，使用蛋白质可以使金属纳米粒子附着于CNT。
Figure IDA0000464406310000021
Figure IDA0000464406310000031
Figure IDA0000464406310000041
Figure IDA0000464406310000051
Figure IDA0000464406310000061
Figure IDA0000464406310000071
Figure IDA0000464406310000081
Figure IDA0000464406310000091
Figure IDA0000464406310000101
Figure IDA0000464406310000111
Figure IDA0000464406310000121
Figure IDA0000464406310000131
Figure IDA0000464406310000151
Figure IDA0000464406310000161
Figure IDA0000464406310000171
Figure IDA0000464406310000181
Figure IDA0000464406310000191

Claims (40)

1.一种多孔性结构体，包含第1标的材料和第2标的材料凝集而成的凝集体，所述凝集体附着于所述第1标的材料，位于包围所述第1标的材料周围的位置，
所述凝集体具备多个第1空孔部以及多个第2空孔部，所述第1空孔部在所述凝集体中集中在靠近所述第1标的材料，所述第2空孔部分散在所述凝集体中。
2.如权利要求1所述的多孔性结构体，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
3.如权利要求1或者2所述的多孔性结构体，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
4.如权利要求1～3中任一项所述的多孔性结构体，其进一步地含有与所述第2标的材料不同的金属粒子，所述金属粒子配置于所述第1空孔部。
5.如权利要求4所述的多孔性结构体，所述金属粒子是从由氧化铁、镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌以及镉硒构成的组中选择的金属纳米粒子。
6.如权利要求5所述的多孔性结构体，所述金属粒子是氧化铁纳米粒子。
7.如权利要求1～5任一项所述的多孔性结构体，所述第1空孔部的直径在5nm～15nm的范围内。
8.如权利要求1～7任一项所述的多孔性结构体，多个所述第1空孔部各自的距所述第1标的材料表面的距离在1nm～500nm的范围内，且是相同的。
9.一种电子设备，含有作为功能性材料的权利要求1～8任一项所述的多孔性结构体。
10.如权利要求9所述的电子设备，其是太阳能电池。
11.如权利要求10所述的电子设备，所述太阳能电池含有作为电极材料或者作为电极上配置的功能性材料的所述多孔性结构体。
12.如权利要求11所述的电子设备，是色素敏化太阳能电池。
13.一种多孔性结构体的制造方法，包含以下工序：
制备复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料结合，进一步地使所述第2标的材料或者第2标的材料的前体与所述融合蛋白多聚体结合，制备所述融合蛋白多聚体与所述第1标的材料和所述第2标的材料或者第2的标的材料的前体结合而成的复合体；所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成；所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；
形成凝集体的工序，即烧制所述复合体从而使所述融合蛋白多聚体消失，从而形成所述凝集体；所述凝集体位于包围所述第1标的材料的周围的位置，附着于所述第1标的材料；所述凝集体具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部。
14.如权利要求13所述的多孔性结构体的制造方法，其中
所述制备复合体的工序是制备由所述融合蛋白多聚体与所述第1标的材料和所述第2标的材料前体结合而成的复合体的工序，
所述形成凝集体工序是通过烧制所述复合体使所述融合蛋白多聚体消失，且将所述第2标的材料的前体作为第2标的材料，从而形成所述凝集体的工序。
15.如权利要求14所述的多孔性结构体的制造方法，所述制备复合体的工序是，使所述第2标的材料的前体与所述融合蛋白多聚体结合的同时，在所述第1标的材料的周围析出所述第2标的材料的工序。
16.如权利要求13～15任一项所述的多孔性结构体的制造方法，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
17.如权利要求13～16任一项所述的多孔性结构体的制造方法，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
18.如权利要求13～17任一项所述的多孔性结构体的制造方法，所述融合蛋白多聚体进一步包含：所述内腔中内含的与所述第1标的材料不同的金属粒子；
形成所述第1空孔部进一步含有所述金属粒子的凝集体。
19.如权利要求18所述的多孔性结构体的制造方法，所述金属粒子是从由氧化铁、镍、钴、锰、磷、铀、铍、铝、硫化镉、硒化镉、钯、铬、铜、银、ガドリウム络合物、铂钴、氧化硅、氧化钴、氧化铟、铂、金、硫化金、硒化锌以及镉硒构成的组中选择的金属纳米粒子。
20.如权利要求19所述的多孔性结构体的制造方法，所述金属粒子是氧化铁纳米粒子。
21.一种电子设备的制造方法，含有使用权利要求1～8任一项所述的多孔性结构体作为功能性材料，从而形成功能性结构的工序。
22.一种色素敏化太阳能电池的制造方法，包含如下工序：
准备具备透明电极的基板的工序；
得到复合体的工序，即通过使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料结合，得到结合体，使所述结合体与第2标的材料或者第2标的材料的前体结合而得到复合体；所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；
将含有所述复合体的材料装载在所述透明电极上的工序；
在所述透明电极上形成含有多孔性结构体的结构的工序，所述多孔性结构体含有凝集体，所述凝集体通过烧制所述透明电极上的所述材料，使所述融合蛋白多聚体消失而形成，所述凝集体含有所述第2标的材料，位于包围所述第1标的材料的周围的位置，附着于所述第1标的材料；所述凝集体具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部，以及分散的多个第2空孔部；
将敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；和
注入电解液后将所述光电极和对电极封口的工序。
23.如权利要求22所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，以使所述复合体的终浓度不足1重量%的方式形成含有所述多孔性结构体的结构。
24.如权利要求23所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，以使所述复合体的终浓度在0.06重量%～0.5重量的范围内的方式形成含有所述多孔性结构体的结构。
25.一种色素敏化太阳能电池的制造方法，包含如下工序：
准备具备透明电极的基板的工序；
形成多孔性结构体的工序，使具有内腔的融合蛋白多聚体与第1标的材料结合得到结合体，使所述结合体与所述第2标的材料或者第2标的材料的前体结合得到复合体，烧制所述复合体使所述融合蛋白多聚体消失，从而形成具备凝集体的多孔性结构体；所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述第1标的材料结合的第1肽部分、能够与第2标的材料结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；所述凝集体包含所述第2标的材料，并位于包围所述第1标的材料的周围的位置，附着于所述第1标的材料，具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部；
将含有所述多孔性结构体、所述第2标的材料或者第2标的材料的前体的材料装载于所述透明电极上的工序；
加热处理所述透明电极上的所述材料，从而在所述透明电极上形成含有所述多孔性结构体的结构的工序；
将敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；和
注入电解液后将所述光电极和对电极封口的工序。
26.如权利要求22～25任一项所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
27.一种色素敏化太阳能电池的制造方法，包含如下工序：准备具备透明电极的基板的工序；
使作为第1标的材料的1根以上的碳纳米管以在所述基板的厚度方向延展的方式排列在所述透明电极上的工序；
得到复合体的工序，使具有内腔的融合蛋白多聚体与所述碳纳米管结合，得到结合体，使所述结合体与第2标的材料或者第2标的材料的前体结合得到所述复合体，所述具有内腔的融合蛋白多聚体由融合蛋白构成，所述融合蛋白包含能够与所述碳纳米管结合的第1肽部分、能够与第2标的材料的前体结合的第2肽部分以及能够形成具有内腔的多聚体的多肽部分；
在所述透明电极上形成含有多孔性结构体的结构的工序，所述多孔性结构体含有凝集体，通过烧制所述混合物，使所述融合蛋白多聚体消失得到所述凝集体，所述凝集体含有所述第2标的材料，位于包围所述碳纳米管的周围的位置，附着于所述碳纳米管；所述凝集体具有集中在靠近所述碳纳米管的多个第1空孔部，以及分散的多个第2空孔部；
将敏化色素坦持于所述多孔性结构体从而形成光电极的工序；和
注入电解液后将所述光电极和对电极封口的工序。
28.如权利要求27所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，使作为第1标的材料的1根以上的碳纳米管以在所述基板的厚度方向延展的方式排列在所述透明电极上的工序包含：使无机材料吸附于基板上的工序、以所述无机材料作为种子使碳纳米管成长从而得到碳纳米管排列基板的工序、和将所述碳纳米管排列基板上的所述碳纳米管转印到透明电极上的工序。
29.如权利要求28所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，使所述无机材料吸附于所述基板上的工序是使尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质排列并吸附于基板上的工序。
30.如权利要求29所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，使所述无机材料吸附于所述基板上的工序是，使用所述基板被设置了硅氧化膜后而得的基板，使所述无机材料内含性蛋白质排列并吸附于所述硅氧化膜上的工序。
31.如权利要求29或者30所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，所述无机材料内含性蛋白质是从铁蛋白、Dps蛋白、CDT蛋白或者它们的改性蛋白中选择的1种以上的蛋白质。
32.如权利要求22～31任一项所述的色素敏化太阳能电池的制造方法，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
33.一种色素敏化太阳能电池，可以通过权利要求22～32任一项所述的制造方法得到。
34.一种色素敏化太阳能电池，包含：
具备透明电极的基板；
光电转换层，是设置于所述透明电极上的光电转换层，所述光电转换层包含多孔性结构体，所述多孔性结构体坦持着敏化色素；所述多孔性结构体含有第1标的材料和凝集体，所述凝集体含有第2标的材料，位于包围所述第1标的材料的周围的位置，并附着于所述第1标的材料；所述凝集体具有集中在靠近所述第1标的材料的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部；
封口部，使所述光电极和对电极相对，并且以所述光电极以及所述对电极与电解液接触的方式封口。
35.一种色素敏化太阳能电池，包含：
具备透明电极的基板；
光电转换层，是设置于所述透明电极上的光电转换层，包含以在所述基板的厚度方向延展的方式排列的作为第1标的材料的1根以上的碳纳米管和多孔性结构体，并且所述多孔性结构体坦持着敏化色素；所述多孔性结构体具有凝集体，所述凝集体包含所述第2标的材料，位于包围所述碳纳米管的周围的位置，附着于所述碳纳米管，并包含集中在靠近所述碳纳米管的多个第1空孔部以及分散的多个第2空孔部；
封口部，使所述光电极和对电极相对，并且以所述光电极以及所述对电极与电解液接触的方式封口。
36.如权利要求33所述的色素敏化太阳能电池，所述第1标的材料是从由碳纳米管、碳纳米角、石墨烯片、富勒烯以及石墨构成的组中选择的碳材料。
37.如权利要求34～36任一项所述的色素敏化太阳能电池，所述第2标的材料是氧化钛或者氧化锌。
38.一种碳纳米管排列基板的制造方法，是1根以上的碳纳米管以在厚度方向延展的方式排列的碳纳米管排列基板的制法，
包含以下工序：使尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质排列吸附于基板上的工序，和以所述无机材料内含性蛋白质中内含的无机材料作为种子使碳纳米管成长的工序。
39.如权利要求38中所述的碳纳米管排列基板的制造方法，尺寸不同的2种以上的无机材料内含性蛋白质排列吸附于基板上的工序，是通过使用设置了硅氧化膜的基板使所述无机材料内含性蛋白质吸附于所述硅氧化膜上进行的。
40.如权利要求38或者39所述的碳纳米管排列基板的制造方法，所述无机材料内含性蛋白质是从铁蛋白、Dps蛋白、CDT蛋白或者它们的改性蛋白中选择的1种以上的蛋白质。
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