ウィルスから学ぶ超分子ナノデバイスの構築:生体高分子からナノテクノロジーへ

• Project/Area Number: 16750100
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤内 謙光 大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (30346184)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 有機塩 / 自己組織化 / 非共有結合性高分子 / 超分子集合体 / 複合結晶 / 単結晶X線構造解析 / 高速大量処理 / 有機固体材料

Research Abstract

これまで我々の研究室では有機塩を用いた超分子集合体の設計を行い、様々な構造体を作り出すことに成功してきた。そこでこれまで作り出すことに成功した非共有結合性高分子、超分子集合体を応用することで既存の物質と同様の構造と機能を発現できないかと考え、本研究の目的とした。自己組織化の過程を用いることにより均質で多様な機能を付与した構造体を得ることができると考えた。
以下に昨年に引き続き得られた結果を列挙する。
1.これまでに引き続き、構造ユニットとして有機塩を用い、超分子ナノデバイスとなりうる構造のスクリーニングを行った。得られた有機塩の構造および化学的性質を赤外分光法、熱重量分析、単結晶X線構造解析により明らかにした。
2.機能性有機色素を、超分子的手法を用いることにより、色素分子がらせん状に配置された多孔性物質を構築することができた。この物質は様々な芳香族分子を取り込み、それによって色調を変化させる特殊な機能を持っていることが明らかとなった。
3.また蛍光物質であるアントラセンジスルホン酸とアルキルアミンの有機塩を用い、自己組織化プロセスを用いて配列させたところ、その配列に応じて発光強度、発光色調を変化させることに成功した。この手法は有機固体材料の開発に大きな影響を与えることができる。
4.さらにこれらの組み合わせを工夫することによって化学刺激応答的に配列をダイナミックに変化させることが可能となり、その配列に応じた発光波長を得ることができた。この変化はアントラセンでは稀であるエキシマー発光とモノマー発光の切り替えによって起こる。
5.最後に本研究の総括を行なった。

Research Products

• [Journal Article] Well-designed Supramolecular Cluster composed of Triphenylmethyl Amine and Various Sulfonic acids : A Useful Approach to Nanoparticles. (2007)
  • Author(s): Norimitsu Tohnai
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition (in press)
• [Journal Article] Topological Study of Pseudo-Cubic Hydrogen Bond Networks in a Binary System Composed of Primary Ammonium Carboxylates : An Analogue of Ice Cube (2007)
  • Author(s): Tetsuharu Yuge
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal (in press)
• [Journal Article] Anomalous anthracene arrangement and the corresponding rare excimer emission in the solid-state by transcription and translation of molecular information (2006)
  • Author(s): Yuji Mizobe
  • Journal Title: Organic Letters 8巻19号 Pages: 4295-4298
• [Journal Article] Novel Design of Tunable Organic Clay Mimic Structures Based On the Connection of One-Dimensional Supramolecular Synthons (2006)
  • Author(s): Tetsuharu Yuge
  • Journal Title: Crystal Growth and Design 6巻6号 Pages: 1271-1273
• [Journal Article] Supramolecular Chirality in Layered Crystals of Achiral Ammonium Salts and Fatty Acids : A Hierarchical Interpretation (2006)
  • Author(s): Akira Tanaka
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition 45巻25号 Pages: 4142-4145
• [Journal Article] A Novel Strategy for Fluorescence Enhancement in the Solid-State : Affording Rigidity to Fluorophores Packing (2006)
  • Author(s): Yuji Mizobe
  • Journal Title: Chemical Communications 20号 Pages: 2126-2128
• [Journal Article] Novel Strategy for Fluorescence Enhancement in the Solid-State : Affording Rigidity to Fluorophores Packing (2006)
  • Author(s): Mizobe, Yuji
  • Journal Title: Chemical Communication (In press)
• [Journal Article] Multi-Component Organic Alloys Based on Organic Layered Crystals (2005)
  • Author(s): K.Sada
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition 44巻43号 Pages: 7059-7062
• [Journal Article] Tunable Solid-state Fluorescence System Consisted of Organic Salts of Anthracene-2,6-disulfnic Acid with Primary Amines (2005)
  • Author(s): Y.Mizobe
  • Journal Title: Chemical Communication 14号 Pages: 1839-1841
• [Journal Article] Hierarchical Prediction Process of Cholic Acid Crystal Structures Based on Characteristic Helical Assemblies (2005)
  • Author(s): K.Kato
  • Journal Title: Molecular Crystals and Liquid Crystals 440 Pages: 125-132
• [Journal Article] Hierarchical Structure of Brucine Inclusion Crystals with Neutral Guest Molecules : Chiral Tapes and their Bundles (2005)
  • Author(s): T.Watabe
  • Journal Title: Molecular Crystals and Liquid Crystals 440 Pages: 117-124
• [Journal Article] Effect of Host-Guest Hydrogen Bond on Inclusion of Alcoholic Guests in the Cholamide Host Cavities (2005)
  • Author(s): N.Yoswathananont
  • Journal Title: European Journal of Organic Chemistry 24号 Pages: 5330-5338
• [Journal Article] Tunable solid-state fluorescence system consisted of organic salts of anthracene-2,6-disulfonic acid with primary amines. (2005)
  • Author(s): Y.Mizobe
  • Journal Title: Chemical Communications (印刷中)
• [Journal Article] Organic Intercalation Material. Reversible Change in Interlayer Distances by Guest Release and Insertion in Sandwich-type Inclusion Crystals of Cholic Acid. (2005)
  • Author(s): K.Nakano
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal 11(6) Pages: 1725-1733
• [Journal Article] Facile Syntheses of A New Class of Supramolecular Gelator Following A Combinatorial Library Approach : Dynamic Light Scattering (DLS) and Small Angle Neutron Scattering (SANS) Studies. (2005)
  • Author(s): P.Dastidar
  • Journal Title: Chemistry of Materials 17(4) Pages: 741-748
• [Journal Article] Stereological Simulations of Asymmetric Polymerization in Channels of Bile Acid Inclusion Compounds ; Detailed Analysis of Monomer Arrangements in the Channels. (2004)
  • Author(s): K.Inoue
  • Journal Title: Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 42(18) Pages: 4479-4722
• [Journal Article] Helical Tape Assemblies in Inclusion Crystals of Bile Acids and Their Derivatives. Implication for hydrogen-bonded Lys salt bridges (2004)
  • Author(s): K.Kato
  • Journal Title: Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry 48(1) Pages: 61-67
• [Journal Article] Well-defined ion-pair clusters of alkyl- and dialkylammonium salts of a sterically-hindered carboxylic acid. (2004)
  • Author(s): K.Sada
  • Journal Title: Chemistry Letters 33(2) Pages: 160-161
• [Book] 有機結晶材料の最新技術 (2005)
  • Author(s): 宮田幹二(分担執筆)
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] Structure and Dynamics in Macromolecular Systems with Specific Interactions (2005)
  • Author(s): T.Watabe(分担執筆)
  • Publisher: Osaka University Press
• [Book] ナノマテリアルハンドブック (2005)
  • Author(s): 藤内謙光(分担執筆)
  • Publisher: 株式会社エヌ・ティー・エス