2017 Fiscal Year Annual Research Report
Control of Chirality Functions at Dynamic Interfaces
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
16H06518
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
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)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 超分子化学 / 表面・界面物性 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は主に下記の二点である
１）界面環境を用いて力学的に自在に分子機能をコントロールする方法論を確立すること
２）この方法論において分子の新たなアシンメトリー機能を開拓すること
機能分子科学の究極の姿である分子マシン、分子デバイスは、実質的な応用を真剣に考えるべき段階に来ている。例えば、生体系においては様々な生体マシンが連動して機能することによって高度な作用を産み出すことはしられており、人工的なマシン分子おいても同等な機能が発揮され、従来研究の延長上にない革新的な進展が機能分子科学にもたらされるべきである。単なる化学・物理の研究と生体系の違いは、後者ではキラリティーなどのアシンメトリー性（非対称性）が大きく強調され、異方的・特異的な機能が得られている点にある。本年度は、特に、結晶性の高いより単純なビナフチル分子をマトリックスに分散する系を用い、ヘリシティーの変化を伴う cisoid-to-transoid (closed-to-open) の非対称コントロールに成功した。これは、低圧ではビナフチル分子がマトリックス脂質中にcisoid 型で溶解していたものが、圧力増加によって二次元マトリックス中から、transoid 型の結晶として析出することを利用したものである。単分子膜へのマクロスコピックな圧縮・膨張の繰り返し動作によって、この変換は可逆的に行うことができる。この場合、二面角はアナログ的に連続変化するのではなく、二値間でデジタル的に変化する。結晶性の高い分子要素を用いたことと、成分数の増加により熱力学的にとりうる相の数が大きくなったことが原因であるものと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
分子マシンのアナログコントロールとデジタルコントロールを可能にするなど、当初想定していなかった結果が出てきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、特に下記の方針に基づき、研究を進める。
（１）分子マシンの二次元動的機能の多様性の検討：柔軟な構造を持つ超分子キラルキャビティーを分子マシンとして二次元面内に異方的に並べ側方から機械的な圧力をかけることにより、様々な非対称な機能を得る。特に、本年度は領域内の共同研究に注力し、外的刺激による会合発光性の制御、キラル機能の制御などを行う。
（２）極限条件界面を用いた材料開発：新規に得られた技術として、新たな超薄膜作成技術「ボルテックス Langmuir-Blodgett 法」を駆使して、単純炭素化合物から二次元ナノカーボンを作製する技術を改廃してきたが、その方法を超高温などの極限状況において模索し、従来作成不可能であった二次元薄膜の作製に取り組む。
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