2019 Fiscal Year Annual Research Report
Design and Exploring Photonic/Electronic Functions of Asymmetric Nanoparticles System Based on Surface Coordination
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
16H06522
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中嶋 琢也 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70379543)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノクラスター / 発光 / キラリティー / キラル分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ粒子やナノクラスター(NC)の配位子は配位結合により無機コアに配位し、その成長、構造並びに電子状態を制御する。特に、不斉構造を有する配位子を用いることで、コアの原子配列や電子状態に非対称性を導入し、光学活性を付与することが可能である。一方、ある特定の原子数を有するナノクラスターにおいては、最安定構造に本質的なキラル原子配列を有するものも存在する。
令和元年度はジチオレート二座配位子と銀原子からなるNCがAg29クラスターを形成し、その原子配列に本質的なキラリティーを有することを明らかにした。さらに、調製により等量得られる左右のエナンチオマーをキラルHPLCにより分離することに成功し、それぞれの分離成分が円二色性（CD）測定において鏡像のCDスペクトルを与えることを見出した。また、共同研究によりキラルAg29クラスターの電子状態計算を行い、光学活性（CD）の起源が、チオレートを含むAg-S外骨格からAg23中心クラスターへの電子遷移に基づくことを明らかした。この、原子配置キラリティーを有するAg29クラスターの合成において、キラリティーを有するジチオレート配位子ジヒドロリポ酸（DHLA)を用いることで、左右の原子配列間にエネルギー差を生じさせ、左右いずれかのキラルAg29クラスターを選択的に合成できることを見出した。
令和２年度はAgクラスターの特異なキラル応答性について評価し、集積配位アシンメトリー系特有の物性の開拓を推進する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度のキラル原子配列を有する硫化水銀ナノ粒子だけでなく、金属クラスター系においてもキラル原子配列を有するものを見出し、その構造解析、電子状態解明に取り組むことができた。さらに、ナノクラスター系においては、通常のバルク無機物質では実現不可能なキラル応答性の可能性が示され、発展的かつ本課題特有の現象が見出されている。また、計算化学との共同研究においても相補的な貢献が認められ、順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、ナノ粒子、ナノクラスターにおける非対称化を推進し、非対称化により導かれる特異物性（光学活性、電子スピン偏極、不斉触媒、キラルセンサーなど）を開拓する。また、ナノ材料の非対称化においてはキラル配位子への有機化学的設計を積極的に導入し、増幅、反転等を含むナノ材料系で類を見ないキラル応答性を実現する。
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