計画研究
昨年度は、捻れの要素を有するπ電子系分子（オリゴフェニレン）をコアとしたモノマー分子が低極性溶媒であるメチルシクロヘキサン中で超分子重合して形成するヘリカル構造とランダムコイル構造を有する線維状ナノ集合体の相転移を蛍光スペクトル測定によって精査した。これらの線維は、１）高温モノマー溶液の冷却速度を変えることで、ヘリカル構造ならびにランダム構造の比率を変化させることができ、さらにヘリカル構造の長さも制御可能であること、２）内部の分子配列が変化することで結晶し、凝集性の線維へと相転移すること、が前々年までの研究によって明らかになっている。昨年度の蛍光スペクトルの変化、及び、紫外可視分光光度計を用いた濁度測定より、相転移は自己触媒的に進行することが明らかになった。さらに、AFMとTEMによる解析より、ヘリカル構造が長いほど相転移にかかる時間が長くなることが明らかになった。また、ヘリカル構造が変性する温度域における螺旋構造の変性の進行をAFMならびに蛍光スペクトルも用いて精査した。その結果、ヘリカル構造が長いほどに変性に必要な温度域が上がることが明らかになった。さらには、極めて相転移に要する時間が短いランダムコイル線維をヘリカル線維に少量加えると、系全体の相転移が促進されることが明らかになった。加えるランダムコイル線維の量を増やすことで、相転移の速度を調節することも可能であった。このような感染現象は、プリオンタンパクの挙動に類似しており、大変興味深い。
2: おおむね順調に進展している
蛍光スペクトル測定による相転移の測定は困難を極めたが、データを取得することができた。この系に関しては、ほぼ必要なデータを取得できたため、論文執筆に移ることができた。したがって、研究は予想どおり進んでいると判断できる。
昨年度は、ねじれを有するπ電子系分子を有するモノマー分子からなる螺旋状超分子ポリマーが準安定構造にあり、時間経過によって自発的に結晶へと相転移することが明らかになった。さらに詳細な研究によって、結晶化に要する時間はポリマーの長さに依存することが明らかになった。これは、螺旋の繰り返し数が増すほどにポリマーがエネルギー的に安定になっていることを示唆している。そこで今年度は、螺旋構造が熱力学的に安定な構造となりうるモノマー分子の合成に取り組む。具体的には、π電子系を拡張することでこれが達成できると考えている。熱力学的に安定な螺旋構造の形成がAFMなどにより確認できたら、その熱力学的な安定性を、吸収スペクトルや蛍光スペクトルの温度依存性・濃度依存性を精査することで、確認する。
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件)
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