本研究では、革新的機能を有する材料開発を目的として、機能性分子や高分子、金属錯体、金属ナノ粒子などをテーラーメイドに集積・ハイブリッド化する自己組織化手法の開発に取り組む。研究の鍵となるのは、研究代表者の開発したペプチドブロック分子という両末端に核酸塩基構造を有する環状β-シートペプチドである。ペプチドブロックは(1)核酸塩基の相補的水素結合に基づく分子認識、およびβ-シート構造を形成するペプチド鎖長のマッチングという単純なプログラムに基づいて分子設計を行うことで、階層的な自己組織化により複数種類のペプチドブロックを任意の配列に集積化することができる。また、(2)ペプチドブロックの側鎖官能基を利用して金属や機能性分子を配列化することで、固体基板上に1次元配列化異種金属ワイヤーなどの多様な2次元あるいは3次元ナノ構造体を構築することができる。昨年度までの知見を元に、今年度はチミン、ジアミノピリジン、シトシン、およびグアニン骨格を有する塩基対形成アミノ酸を組み込んだペプチドブロック分子の合成を行い,各種超階層構造体の作製を行った。その結果,期待通りに溶液中および固体界面において核酸塩基部位を分子認識部位として自己組織化が進行し,プログラムに基づく超階層構造体が形成されることを見出した。 また,本研究では昨年度までに得られた知見を基に金ナノ粒子の配列組織化構造体の構築に成功し,その特異な光機能および触媒活性について詳細な研究を行った。これらの研究成果はAdvanced Materials誌に発表され,雑誌内表紙として取り上げられるだけでなく,各種新聞報道が行われるなど多くの注目を集めた。
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