動的界面におけるキラリティー機能制御

• 研究領域: 配位アシンメトリー：非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学
• 研究課題/領域番号: 16H06518
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 有賀 克彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50193082)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 47,190千円 (直接経費: 36,300千円、間接経費: 10,890千円); 2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2019年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2017年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 超分子化学 / 表面・界面物性 / ナノ材料

研究成果の概要

分子マシンなどのアシンメトリー機能を制御する界面技術を開発することを目的とした。ＬＢ法などの界面技術を駆使して、二次元超分子ナノ集合配列やそこに取り込まれる機能分子やナノ物質のアシンメトリー機能を探求に取り組んだ。金属錯体型の分子マシンの気―水界面での配向構造変化によって発光制御するなどの当初目的の実証を果たすとともに、界面制御を発展させた幹細胞分化制御技術などの予定をはるかに超える成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

特別な分子に対して特別な刺激にのみ反応するのではなく、分子を自分の手で自由に動かすことができるような誰でもどこでも制御しうる動作体系を確立する道筋を作ることができた。また、予期せぬ成果として、今回開発した技術では、分化因子を用いずに幹細胞の自発分化を誘導できた。これは効率的かつ安価な分化誘導技術として大きな可能性を秘めており、材料を基軸とする再生医療技術として社会的インパクトのある研究に発展することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Nanoarchitectonics beyond Self‐Assembly: Challenges to Create Bio‐Like Hierarchic Organization (2020)
  • 著者名/発表者名: Ariga Katsuhiko、Jia Xiaofang、Song Jingwen、Hill Jonathan P.、Leong David Tai、Jia Yi、Li Junbai
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 59 号: 36 ページ: 15424-15446
  • DOI: 10.1002/anie.202000802
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Supramolecular Chiral Nanoarchitectonics (2020)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Ariga, Taizo Mori, Takashi Kitao, Takashi Uemura
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 32 号: 41 ページ: 1905657-1905657
  • DOI: 10.1002/adma.201905657
  • 査読あり
• [雑誌論文] The evolution of molecular machines through interfacial nanoarchitectonics: from toys to tools (2020)
  • 著者名/発表者名: Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 11 号: 39 ページ: 10594-10604
  • DOI: 10.1039/d0sc03164j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helicity Manipulation of a Double-Paddled Binaphthyl in a Two-Dimensional Matrix Field at the Air-Water Interface (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishii Masaki、Mori Taizo、Nakanishi Waka、Hill Jonathan P.、Sakai Hideki、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 14 号: 10 ページ: 13294-13303
  • DOI: 10.1021/acsnano.0c05093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-Area Aligned Fullerene Nanocrystal Scaffolds as Culture Substrates for Enhancing Mesenchymal Stem Cell Self-Renewal and Multipotency (2020)
  • 著者名/発表者名: Song Jingwen、Jia Xiaofang、Minami Kosuke、Hill Jonathan P.、Nakanishi Jun、Shrestha Lok Kumar、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: ACS Applied Nano Materials 巻: 3 号: 7 ページ: 6497-6506
  • DOI: 10.1021/acsanm.0c00973
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Emission Control by Molecular Manipulation of Double‐Paddled Binuclear Pt II Complexes at the Air‐Water Interface (2020)
  • 著者名/発表者名: Adachi Junya、Mori Taizo、Inoue Ryo、Naito Masaya、Le Ngoc Ha‐Thu、Kawamorita Soichiro、Hill Jonathan P.、Naota Takeshi、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Chemistry-An Asian Journal 巻: 15 号: 3 ページ: 406-414
  • DOI: 10.1002/asia.201901691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimodal Switching of a Redox-active Macrocycle (2019)
  • 著者名/発表者名: Daniel T. Payne, Whitney A. Webre, Yoshitaka Matsushita, Nianyong Zhu, Zdenek Futera, Jan Labuta, Wipakorn Jevasuwan, Naoki Fukata, John S. Fossey, Francis D’Souza, Katsuhiko Ariga, Wolfgang Schmitt, Jonathan P. Hill
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 1007-1007
  • DOI: 10.1038/s41467-019-08978-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Amphiprotism-Coupled Near-Infrared Emission in Extended Pyrazinacenes Containing Seven Linearly Fused Pyrazine Units (2019)
  • 著者名/発表者名: Richards Gary J.、Cador Ael、Yamada Shinji、Middleton Anna、Webre Whitney A.、Labuta Jan、Karr Paul A.、Ariga Katsuhiko、D’Souza Francis、Kahlal Samia、Halet Jean-Francois、Hill Jonathan P.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 141 号: 50 ページ: 19570-19574
  • DOI: 10.1021/jacs.9b10952
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive Liquid Interfacially Assembled Protein Nanosheets for Guiding Mesenchymal Stem Cell Fate (2019)
  • 著者名/発表者名: Jia Xiaofang、Minami Kosuke、Uto Koichiro、Chang Alice Chinghsuan、Hill Jonathan P.、Nakanishi Jun、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 32 号: 4 ページ: 1905942-1905942
  • DOI: 10.1002/adma.201905942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesoporous fullerene C70 cubes with highly crystalline frameworks and unusually enhanced photoluminescence properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Bairi Partha、Tsuruoka Tohru、Acharya Somobrata、Ji Qingmin、Hill Jonathan P.、Ariga Katsuhiko、Yamauchi Yusuke、Shrestha Lok Kumar
  • 雑誌名: Materials Horizons 巻: 5 号: 2 ページ: 285-290
  • DOI: 10.1039/c7mh00954b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Junction-Controlled Topological Polymerization (2018)
  • 著者名/発表者名: Li Mao、Kang Shusen、Du Jia、Zhang Jian、Wang Jinxin、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 57 号: 18 ページ: 4936-4939
  • DOI: 10.1002/anie.201713026
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Carbon Nanosheets by Morphology-Retained Carbonization of Two-Dimensional Assembled Anisotropic Carbon Nanorings (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori Taizo、Tanaka Hiroyuki、Dalui Amit、Mitoma Nobuhiko、Suzuki Kengo、Matsumoto Mutsuyoshi、Aggarwal Nikhil、Patnaik Archita、Acharya Somobrata、Shrestha Lok Kumar、Sakamoto Hirotoshi、Itami Kenichiro、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 57 号: 31 ページ: 9679-9683
  • DOI: 10.1002/anie.201803859
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Coordination Polymer Nanoglue: Robust Adhesion Based on Collective Lamellar Stacking of Nanoplates (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhao Yanyi、Li Wenwu、Jiang Xiangfen、Li Fengqiong、Li Xin、Zhang Wei、Jiang Ji-Sen、Liu Jian、Ariga Katsuhiko、Hu Ming
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 11 号: 4 ページ: 3662-3670
  • DOI: 10.1021/acsnano.6b08068
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mechanically Induced Opening-Closing Action of Binaphthyl Molecular Pliers: Digital Phase Transition vs. Continuous Conformational Change (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, D. Ishikawa, Y. Yonamine, Y. Fujii, J. P. Hill, I. Ichinose, K. Ariga, W. Nakanishi
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1470-1474
  • DOI: 10.1002/cphc.201601144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoarchitectonics: a navigator from materials to life (2017)
  • 著者名/発表者名: Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Mater. Chem. Front. 巻: 1 号: 2 ページ: 208-211
  • DOI: 10.1039/c6qm00240d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intentional Closing/Opening of “Hole-in-Cube” Fullerene Crystals with Microscopic Recognition Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Bairi Partha、Minami Kosuke、Hill Jonathan P.、Ariga Katsuhiko、Shrestha Lok Kumar
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 11 号: 8 ページ: 7790-7796
  • DOI: 10.1021/acsnano.7b01569
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective CO2 Capture and High Proton Conductivity of a Functional Star-of-David Catenane Metal-Organic Framework (2017)
  • 著者名/発表者名: Huang You-Gui、Wu Shu-Qi、Deng Wei-Hua、Xu Gang、Hu Fa-Lu、Hill Jonathan P.、Wei Wei、Su Sheng-Qun、Shrestha Lok Kumar、Sato Osamu、Wu Ming-Yan、Hong Mao-Chun、Ariga Katsuhiko
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 29 号: 42 ページ: 1703301-1703301
  • DOI: 10.1002/adma.201703301
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Conformation Manipulation and Motion of a Double Paddle Molecule on an Au(111) Surface (2017)
  • 著者名/発表者名: Soe We-Hyo、Shirai Yasuhiro、Durand Corentin、Yonamine Yusuke、Minami Kosuke、Bouju Xavier、Kolmer Marek、Ariga Katsuhiko、Joachim Christian、Nakanishi Waka
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 11 号: 10 ページ: 10357-10365
  • DOI: 10.1021/acsnano.7b05314
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Facile synthesis of tellurium nanowires and study of their third-order nonlinear optical properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Robson R. Silva; Hans A. G. Mejia; Sidney J. L. Ribeiro; Lok K. Shrestha; Katsuhiko Ariga; Osvaldo N. Oliveira Jr.; Vanessa R. Camargo; Lauro J. Q. Maiae; Cid B. Araujo
  • 雑誌名: J. Braz. Chem. Soc. 巻: 28 ページ: 58-67
  • DOI: 10.5935/0103-5053.20160145
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fluorescent mesomorphic pyrazinacenes (2016)
  • 著者名/発表者名: Gary J. Richards; Shinsuke Ishihara; Jan Labuta; David Miklik; Toshiyuki Mori; Shinji Yamada; Katsuhiko Ariga; Jonathan P. Hill
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 4 号: 48 ページ: 11514-11523
  • DOI: 10.1039/c6tc04628b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] From Chromonic Self-Assembly to Hollow Carbon Nanofibers for Efficient Materials in Supercapacitor and Vapor Sensing Applications (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Rodrigo Magana; Yury V. Kolen'ko; Francis Leonard Deepak; Conxita Solans; Rekha Goswami Shrestha; Jonathan P. Hill; Katsuhiko Ariga; Lok Kumar Shrestha; Carlos Rodriguez-Abreu
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 8 号: 45 ページ: 31231-31238
  • DOI: 10.1021/acsami.6b09819
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermally Induced Intra-Carboxyl Proton Shuttle in a Molecular Rack-and-Pinion Cascade Achieving Macroscopic Crystal Deformation (2016)
  • 著者名/発表者名: You-Gui Huang, Yoshihito Shiota, Sheng-Qun Su, Shu-Qi Wu, Zi-Shuo Yao, Guo-Ling Li, Shinji Kanegawa, Soonchul Kang, Takashi Kamachi, Kazunari Yoshizawa, Katsuhiko Ariga, Osamu Sato
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 47 ページ: 14628-14632
  • DOI: 10.1002/anie.201607886
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dependence of intestinal absorption profile of insulin on carrier morphology composed of β-cyclodextrin-grafted chitosan (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Daimon; Noriyasu Kamei; Kohsaku Kawakami; Mariko Takeda-Morishita; Hironori Izawa; Yuki Takechi-Haraya; Hiroyuki Saito; Hideki Sakai; Masahiko Abe; Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: Mol. Pharmaceutics 巻: 13 号: 12 ページ: 4034-4042
  • DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.6b00561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechano-Nanoarchitectonics for Bio-Functions at Interfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 32 号: 11 ページ: 1141-1149
  • DOI: 10.2116/analsci.32.1141
  • NAID: 130005278018
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supramolecular Differentiation for Constructing Anisotropic Fullerene Nanostructures by Time-Programmed Control of Interfacial Growth (2016)
  • 著者名/発表者名: P. Bairi, K. Minami, J. P. Hill, W. Nakanishi, L. K. Shrestha, C. Liu, K. Harano, E. Nakamura, K. Ariga
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 10 号: 9 ページ: 8796-8802
  • DOI: 10.1021/acsnano.6b04535
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemically Organized Isolated Fullerene-Rich Thin Films with Optical Limiting Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Shusen Kang; Jian Zhang; Liwen Sang; Lok Kumar Shrestha; Zhe Zhang; Ping Lu; Feng Li; Mao Li; Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 8 号: 37 ページ: 24295-24299
  • DOI: 10.1021/acsami.6b06221
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nanoarchitectonics (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Ariga; Masakazu Aono
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 55 号: 11 ページ: 1102A6-1102A6
  • DOI: 10.7567/jjap.55.1102a6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Driving nanocars and nanomachines at interfaces: From concept of nanoarchitectonics to actual use in world wide race and hand operation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Shirai; Kosuke Minami; Waka Nakanishi; Yusuke Yonamine; Christian Joachim; Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 55 号: 11 ページ: 1102A2-1102A2
  • DOI: 10.7567/jjap.55.1102a2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Antibacterial Effect of Silver-Incorporated Flake-Shell Nanoparticles under Dual-Modality (2016)
  • 著者名/発表者名: Qin Tang; Jia Liu; Lok Kumar Shrestha; Katsuhiko Ariga; Qingmin Ji
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 8 号: 29 ページ: 18922-18929
  • DOI: 10.1021/acsami.6b02507
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cavitation and radicals drive the sonochemical synthesis of functional polymer spheres (2016)
  • 著者名/発表者名: Badri Narayanan; Sanket A. Deshmukh; Lok Kumar Shrestha; Katsuhiko Ariga; Vilas G. Pol; Subramanian K. R. S. Sankaranarayanan
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 109 号: 4 ページ: 041901-041901
  • DOI: 10.1063/1.4959885
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An Artificial Reaction Promoter Modulates Mitochondrial Functions via Chemically Promoting Protein Acetylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shindo; Hirokazu Komatsu; Kohji Hotta; Katsuhiko Ariga; Kotaro Oka
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 29224-29224
  • DOI: 10.1038/srep29224
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nanoporous carbon materials with enhanced supercapacitance performance and non-aromatic chemical sensing with C1/C2 alcohol discrimination (2016)
  • 著者名/発表者名: Lok Kumar Shrestha; Laxmi Adhikari; Rekha Goswami Shrestha; Mandira Pradhananga Adhikari; Rina Adhikari; Jonathan P. Hill; Raja Ram Pradhananga; Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mater. 巻: 17 号: 1 ページ: 483-492
  • DOI: 10.1080/14686996.2016.1219971
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mesoporous Graphitic Carbon Microtubes Derived from Fullerene C70 Tubes as a High Performance Electrode Material for Advanced Supercapacitors (2016)
  • 著者名/発表者名: Partha Bairi; Rekha Goswami Shrestha; Jonathan P. Hill; Toshiyuki Nishimura; Katsuhiko Ariga; Lok Kumar Shrestha
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 4 号: 36 ページ: 13899-13906
  • DOI: 10.1039/c6ta04970b
  • 査読あり