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本研究では、刺激応答性のらせん構造体形成を当初の目的としていた。そのなかで、らせん構造体のユニットとして働く2次元結晶構造の合成、解析途中で予期せぬ新規結晶化現象を見出した。すなわち、「Screw Dislocationが提供するトポロジカル欠陥」が「結晶の核形成と成長」を促すことを直接示す現象を発見した。「結晶形成」は、無機、有機、無機－有機複合、生体材料を問わず、様々な研究分野において普遍的に重要な現象である。しかし、特に多成分の結晶化は意のままにはならない。それは、結晶化のプロセスに多くの速度論的トラップが立ちはだかり、熱力学的に安定な一つの結晶への集約を阻害するからである。本研究課題ではこの現象の理解と深化を行い「結晶学における新学理」構築への足がかりを得た。
具体的な発見は次の通りである。ポルフィリンとアゾピリジンのDMF/EtOH溶液に亜鉛イオンを加えて加熱し、金属ー有機構造体（MOF）の3D結晶を得た。構造解析から「ポルフィリンの亜鉛錯体と亜鉛イオンからなる2Dシートをアゾピリジンが柱として支えた多孔性構造」が判明した。ところが、顕微鏡を用いた結晶化の経時観察から驚くべき事実が見えてきた：(1) 当初は3D結晶ではなく「アゾピリジンを含まない2D結晶」のみが生成、(2) その後2D結晶の中心部から3D結晶の成長が開始、(3) 2D結晶を消費しながら結晶化が進行し最終的に3D結晶のみとなる。AFM測定から、2D結晶中央部にはscrew dislocationをきっかけとするらせん成長パターンが確認された。
Screw Dislocationは多くの結晶形成において観測されている。しかし、長い結晶学の歴史においても『Screw Dislocationが提供するトポロジカル欠陥が結晶の核形成と成長を促すこと』が直接的に観測された例はない。
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