Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
円偏光近接場・光渦などの超螺旋光によって、金属コロイドの光化学的なキラル成長の制御を目指す。具体的にはナノ秒パルスレーザーを用いて、円偏光・円偏光光渦による金コロイドの成長を試みる。レーザーフルエンス、照射時間への依存性を検討していくことで、超螺旋光がどのように金コロイドのキラル成長に影響するかを解明することを目指す。本研究では特に、キラル成長の有無を判別するのに適した渦巻ラミネート構造を主な対象とする。
2024年度は、2023年度に見出した円偏光誘起金ナノロッド成長反応について詳細な検討を行った。保護剤置換によってポリスチレンスルホン酸で金ナノロッドが保護された状態で、円偏光照射による銀析出を行ったところ、左右円偏光に応じて信号の正負が逆転した明確な円二色性（CD）スペクトルが得られた。得られた粒子を透過型電子顕微鏡によって観察すると、元素分布から金ナノロッド周囲に銀が不均一に析出していることが分かった。見た目で判別できるほどのねじれは観測できなかったが、不均一な析出がCD信号の現れた原因と考えられる。いずれにせよ、円偏光のみを不斉源とした金属コロイドのキラル成長制御に世界で初めて成功したため、国際誌に論文発表を行った（K. Saito,* Y. Nemoto and Y. Ishikawa, Nano Lett. 2024, 24,12840.）。円偏光によるキラル成長には粒子形状依存性があり、ナノロッドや三角形プレート粒子ではCD信号が現れるものの、真球粒子ではCD信号が得られなかった。円偏光照射前の粒子形状に異方性が必要であることも実験的に示された。また、照射する円偏光の波長に応じてCDスペクトルが明確に変化した。そのため、本現象はキラル分子等を用いずに金属コロイドのキラル成長を簡便に制御できる優れた手法になりうることが期待される。一方で、本研究で得られたキラルナノ粒子のCD信号はまだ小さいのが現状である。今後条件の最適化や粒子自己組織化なども組み合わせることで、キラルセンシングや不斉触媒に応用できるようなキラルナノ粒子合成手法の開発を進める予定である。
令和6年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2024 2023 Other
All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)
Nano Letters
Volume: 24 Pages: 12840-12848
10.1021/acs.nanolett.4c03183
International Journal of Molecular Sciences
Volume: 24 Issue: 24 Pages: 17462-17462
10.3390/ijms242417462
https://www.light-chiral-materials-science.jp/
