超分子モールディング

• Project Area: Emergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
• Project/Area Number: 21111522
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 中西 尚志 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ有機センター, 主幹研究員 (40391221)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2010: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2009: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 自己組織化 / 気/液界面 / 超分子集合体 / 液/液界面 / フラーレン / 構造転写 / テンプレート / ヘキサゴナルアレイ / 超薄膜 / 超分子化学 / 表面・界面物性 / 有機ラジカル / 三次元幾何学構造

Research Abstract

階層、次元が単一性ではなく、低次元性分子集合挙動からの非平衡条件を介した高次元性構造体への変遷は、時に単なる分子レベル、単純な分子組織構造では予期することのできない、創発的な機能が発現される。当新学術領域研究「分子ナノシステムの創発化学」のAO4班では、ボトムアップ/トップダウンプロセス融合による機能創発が主題となっており、本研究者も公募研究として、分子の自己組織化、階層組織化される構造体(ボトムアップ)と金属蒸着、構造転写技術(トップダウン)などの融合技術による、分子の自己組織化由来の機能性材料の創製に着眼して研究を遂行した。
例えば、カーボンナノチューブ(CNT)を含むフラーレンのマイクロ微粒子を創製し、CNTの持つ近赤外光吸収による発熱効果を活用する技術を開発した。近赤外光照射により、微粒子の溶融が観察される温度(220℃)を規定することで、光学顕微鏡レベルでモニタリングできるCNT局所加熱温度指示計とした。本技術は、フォトセラピーへのCNT利用を注意喚起する意味合いを持つ。
次に、アルキル長鎖導入型フラーレン誘導体の気/液/液界面における、非平衡条件を介した自己組織化に関して、その創発現象の解明を試みた(第2回公開シンポジウムにて発表)。ナノサイズの分子の自己組織化、階層化、また気/液界面からの結晶化、溶液中での分子濃度勾配効果などによる、ヘキサゴナル半球微粒子アレイの創製に成功、その形成メカニズムに関して詳細に検討するに至った。このアレイは、ミリメートル四方サイズ超の面積でアレイ化されており、自己組織化を導く分子間相互作用が長距離伝搬されている(創発現象)ことを証明した。

Research Products

• [Journal Article] Supramolecular soft and hard materials based on self-assembly algorithms of alky-conjugated fullerenes (2010)
  • Author(s): T.Nakanishi
  • Journal Title: Chem.Commun. Volume: 46 Pages: 3425-3436
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assembly of Fullerene-Carbon Nanotubes : Temperature Indicator for Photothermal Conversion (2010)
  • Author(s): Y.Shen, T.Nakanishi, et al
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. Volume: 132 Pages: 8566-8568
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recent progress in morphology control of supramolecular fullerene assemblies and its applications (2010)
  • Author(s): S.S.Babu, T.Nakanishi, et al
  • Journal Title: Chem.Soc.Rev. Volume: 39 Pages: 4021-4035
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fullerene Derivatives That Bear Aliphatic Chains as Unusual Surfactants : Hierarchical Self-Organization, Diverse Morphologies, and Functions (2010)
  • Author(s): H.Asanuma, T.Nakanishi, et al
  • Journal Title: Chem.Eur.J. Volume: 16 Pages: 9330-9338
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superstructures and superhydrophobic property in hierarchical organized architectures of fullerenes bearing long alkyl tails (2010)
  • Author(s): 中西尚志 et al.
  • Journal Title: Journal of Materials Chemistry Vol.20 Pages: 1253-1260
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Supramolecular soft and hard materials based on self-assembly algorithms of alkyl-conjugated fullerenes (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Journal Title: Chemical Communications (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-Layer Electron Transfer across Nanostructured Ag-SAM-Au-SAM Junctions Probed by Surface Enhanced Raman Spectroscopy (2010)
  • Author(s): M-Sezer et al.
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 多形超分子材料の開発-ソフトおよびハードマテリアル- (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Journal Title: オレオサイエンス 10巻 Pages: 63-71
  • NAID: 130004650655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 次元規制フラーレン超分子組織構造の材料化 (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Journal Title: 触媒 52巻 Pages: 184-189
  • NAID: 10026055673
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 巧みに構造制御されたエキゾチック多形体の機能創発 (2011)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 分子自己組織化による巨視的微粒子アレイの創製 (2011)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 第58回応用物理学関連連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 自己組織化超モルフォロジー材料の創製と構造材料化 (2011)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 第11回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-10
• [Presentation] 自己組織化超モルフォロジー制御と構造材料化 (2011)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Nanotech 2011
  • Place of Presentation: 東京ビックサイト
  • Year and Date: 2011-02-16
• [Presentation] 気/液/液界面における分子自己組織化:ミリメータースケールにおよぶマイクロ微粒子アレイの創製 (2011)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 分子ナノシステムの創発化学 第2回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 建築会館,東京都
  • Year and Date: 2011-02-04
• [Presentation] 超モルフォロジー材料の創製-アルキル鎖導入C_<60>の自己組織化とソフト・ハード多形超分子想像体- (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 第39回「ナノテク部会」研究会
  • Place of Presentation: 東京理科大学,森戸記念館
  • Year and Date: 2010-11-08
• [Presentation] 次世代型界面活性超分子-アルキル基導入による超モルフォロジー材料の創製- (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 第57回界面科学部会秋季セミナー
  • Place of Presentation: ホテル箱根アカデミー,神奈川県
  • Year and Date: 2010-11-04
• [Presentation] Fullerene Based Hydrophobic Amphiphiles : Hierarchical Self-Organization, Diverse Morphologies and Functions (2010)
  • Author(s): T.Nakanishi
  • Organizer: International Conference on Nanoscopic Colloids and Surface Sciences
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉県
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] アルキルC_<60>誘導体の精密自己組織化による超モルフォロジー創発材料の開発 (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 京都大学グローバルCOE有機若手ワークショップ
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] Unique Morphological Functions Developed From Hierarchical Self-organization of C_<60>-Based Hydrophobic Amphiphiles (2010)
  • Author(s): T.Nakanishi
  • Organizer: EuCheMS Satellite Conference in Atzelsberg
  • Place of Presentation: Scholoss Atzelsberg, Erlangen, Germany
  • Year and Date: 2010-08-29
• [Presentation] Fullerene-Based Hydrophobic amphiphiles : Hierarchical Self-Organization, Diverse Morphologies and Functions (2010)
  • Author(s): T.Nakanishi
  • Organizer: MPI Colloids and Interfaces Department Seminar
  • Place of Presentation: MPI Colloids and Interfaces, Potsdam
  • Year and Date: 2010-08-26
• [Presentation] 分子組織化構造材料-CNTレーザー加熱インディケーター- (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 分子ナノシステムの創発化学 第2回全体会議
  • Place of Presentation: フジビューホテル(河口湖),山梨県
  • Year and Date: 2010-08-20
• [Presentation] 超分子モールディング (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 新学術領域研究「創発化学」A04班会議
  • Place of Presentation: 千里中央ライフサイエンスセンター,大阪府
  • Year and Date: 2010-06-18
• [Presentation] Fine Control of Supra-Morphology and Its Applications Based on Self-Organization of Hydrophobic Fullerene Amphiphiles (2010)
  • Author(s): T.Nakanishi
  • Organizer: 5^<th> International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂
  • Year and Date: 2010-06-09
• [Presentation] アルキル鎖導入C_<60>の精密自己組織化による超モルフォロジー材料の創製 (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 機能分子設計化学セミナー
  • Place of Presentation: 京都府立大学
  • Year and Date: 2010-06-04
• [Presentation] フラーレンへのアルキル基導入による超分子ソフトマテリアルの創出 (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス大阪
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] 超分子モールディング―超分子組織体を金属ナノ構造へ転写― (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 分子システムの創発化学第一回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都京都
  • Year and Date: 2010-02-05
• [Presentation] Supramolecular Soft Matter and Hard Matter Based on Self-Assembly Algorithm of Alkylated-Fullerenes (2010)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 機能化学セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス京都
  • Year and Date: 2010-02-04
• [Presentation] Soft-Materialization of Fullerene Assemblies and Beyond (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: CARBON day
  • Place of Presentation: IPCMS Strasbourg, France
  • Year and Date: 2009-10-14
• [Presentation] Fullerene Assemblies toward Soft Matter and Beyond (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Department Lecture at University of Namur
  • Place of Presentation: University of Namur Namur, Belgium
  • Year and Date: 2009-09-29
• [Presentation] 超分子転写法―ソフトマターからハードマターへ― (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 第62回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学岡山
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] 超分子転写法による金属ナノフレーク表面の創製 (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 第58回高分子討論会
  • Place of Presentation: 熊本大学熊本
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] フラーレン自己組織化の精密制御と超分子ソフトマテリアル創製 (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 東京大学藤田研コロキウム
  • Place of Presentation: 東京大学東京
  • Year and Date: 2009-09-12
• [Presentation] 超分子モールディング―ソフトマターからハードマターへ― (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 分子システムの創発化学第一回全体会議
  • Place of Presentation: ホテルポールスター札幌
  • Year and Date: 2009-08-21
• [Presentation] Supramolecular Soft-Materialization of Fullerenes and Beyond (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 3^<rd> German-Japanese Young Researchers Workshop
  • Place of Presentation: Institute of Nanotechnology Karlsruhe, Germany
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] Durable Supramolecular Assemblies Based on Fullerene Organization (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: 13^<th> International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • Place of Presentation: Plateau du Kirchberg Luxembourg
  • Year and Date: 2009-07-21
• [Presentation] Fine-tuning of Fullerene Self Assembly toward Supramolecular Soft-Materials and Beyond (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Physics Department Seminar
  • Place of Presentation: Free University of Berlin Berlin, Germany
  • Year and Date: 2009-06-30
• [Presentation] Tunable Self-Organization of Fullerene-Aliphatic Chain Derivatives : Development of Supramolecular Soft-Materials (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Seminar at School of Chemistry
  • Place of Presentation: Bristol University Bristol, UK
  • Year and Date: 2009-06-26
• [Presentation] Fine-tuning of Fullerene's Self-Assembly towards Development of Supramolecular Soft-Materials (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Chemistry Department Seminar
  • Place of Presentation: York University York, UK
  • Year and Date: 2009-06-24
• [Presentation] Self-Assembly of Fullerene Derivatives toward Supramolecular Soft-Materialozation (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Chemistry Department Seminar
  • Place of Presentation: Oxford University Oxford, UK
  • Year and Date: 2009-06-22
• [Presentation] Fullerene Assemblies towards Supramolecular Materialozation (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: The 215th ECS Meeting
  • Place of Presentation: Hilton San Francisco San Francisco, USA
  • Year and Date: 2009-05-26
• [Presentation] Supramolecular Soft-Materials : Fullerene Assemblies with Controlled Dimensionality (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: MST Colloqium
  • Place of Presentation: Eindhoven University of Technology
  • Year and Date: 2009-05-14
• [Presentation] Self-Organization of Fullerenes towards Supramolecular Soft-Materials (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Organizer: Seminar at IMM Cluster for Molecular Chemistry
  • Place of Presentation: Darboud University Nijmegen
  • Year and Date: 2009-05-13
• [Book] Handbook of Nanophysics : Clusters and Fullerene (Chapter 38分担執筆) (2011)
  • Author(s): T.Nakanishi, et al
  • Publisher: Taylor & Francis
• [Book] Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, 2nd Edition (VOl.23分担執筆) (2011)
  • Author(s): T.Nakanishi, et al
  • Publisher: American Scientific Publishers
• [Book] ナノ空間材料の創製と応用分担執筆「超撥水材料」 (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Publisher: フロンティア出版
• [Book] トポロジーデザインニング分担執筆「フラーレンを材料とするフラクタル構造超撥水薄膜の作製」 (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Book] 超分子サイエンス&テクノロジー分担執筆「超撥水性フラーレン膜と液体フラーレン」 (2009)
  • Author(s): 中西尚志
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Remarks]
  • URL: http://www.nims.go.jp/macromol/nakanishi/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 半球粒子からなる膜およびその製造方法 (2011)
  • Inventor(s): 中西尚志
  • Industrial Property Rights Holder: 物質・材料研究機構
  • Industrial Property Number: 2011-010953
  • Filing Date: 2011-01-21