| 研究概要 |
フォトクロミック分子は,二つの異性体の違いを状態を読み出せば,分子レベルでのスイッチやメモリとして利用することができる.一方,ある種のポルフィリン分子は,グラファイトなどの基板上で自己組織化によって,自ら整然と配列し,規則的な二次元アレイを形成する.本研究ではフォトクロミック分子をポルフィリンに結合することによって,その分子組織体形成能を利用してフォトクロミック分子のアレイを形成させる手法を確立した.
具体的にはまず,ジアリルエテンというフォトクロミック分子を結合したポルフィリンを合成した.この分子は溶液中で確かに可逆的に光異性化することを明らかにした.そして,この分子はグラファイト上で規則的なアレイを形成し,走査トンネル顕微鏡で一分子ずつ区別して観察することができた.また,ポルフィリンを先に基板上に配列させておき,後から別のフォトクロミック化合物であるアゾベンゼン誘導体を加えるという方法でも,その場でポルフィリンとアゾベンゼンの結合が形成することによってアゾベンゼンの配列ができること,そしてまた,一分子ずつ区別して走査トンネル顕微鏡で観察できることを見いだした.最近,走査トンネル顕微鏡試料に光ファイバーを通して光照射できる装置をセットアップしたので,現在は,走査トンネル顕微鏡観察中に光照射しながら分子に起こる変化を,単一分子レベルで明らかにする試みに挑戦中である.
密接に関連した成果として,グラファイト上に単純な配列だけではなく,より複雑なポルフィリンのパターニングができる手法を新たに開発した.材料となるポルフィリン分子に水素結合などの分子間相互作用部位を組み込んでおく.分子中の分子間相互作用部位の位置や数によって,二列の配列,ジグザグ配列などのさまざまなパターンが生成する.これらの周辺技術も,フォロクロミック分子アレイに適用できると考えられる.
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