関修平 工学研究科教授、杉安和憲 国立研究開発法人物質?材料研究機構主任研究員、河合信之輔 静岡大学准教授らの研究グループは、分子が自発的に集合して形成される超分子集合体（水素結合や配位結合などの比較的弱い相互作用によって分子が集合したもの）について、一つの初期状態から全く異なる二つの状態が得られる「分化現象」を発見しました。
さらに、成长の「タネ」として添加する超分子集合体の种类を変えることで、1次元のファイバー状集合体と2次元のシート状集合体を选択的につくり分けることに成功しました。
本研究成果は、2016年12月20日午前1時に英国科学雑誌「Nature Chemistry」誌のオンライン版で公開されました。
研究者からのコメント
本研究成果は、分子の自己组织化を制御する新手法として今后の材料创製研究に新たな展开をもたらすと期待されます。自己组织化は、材料化学、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーなど多岐にわたる学际分野できわめて重要な概念であり、物质の新たな合成手法として注目を集めています。
また、本研究は、自己组织化を制御するための新手法として、今后の材料创製研究に新たな展开をもたらすと期待されます。例えば、生体分子システムのように、时间や场所、状况に応じて分化し、必要な机能を発现するようなスマートマテリアルの设计にも役立つ可能性があります。
概要
分子が自発的に组织化する现象（自己组织化）は、ナノスケールの有机材料をボトムアップ的に创製するアプローチとして注目を集めています。しかしながら、自己组织化のプロセスは、热力学的な安定性のみを反映して自発的に进行するため、思いのままにコントロールすることが非常に困难です。また、得られる集合体のサイズ（长さや面积）はふぞろいであり、均质な材料を得ることはできませんでした。
今回、研究チームは、热力学的に準安定（真の安定状态ではないが、ある一定期间安定に存在できるような状态）な超分子集合体に関する研究を进めていたところ、ある种の分子について、一つの初期状态から全く异なる二つの状态が得られることを発见しました。本研究は、この「分化」のような现象が、复数の自己组织化过程が复雑に影响を及ぼし合うことで発现されていることを明らかにしました。
そして、このメカニズムの理解を推し进めることによって、成长の「タネ」として添加する超分子集合体の种类と量を変えることで、1分子幅のナノファイバーの长さや、1分子厚のナノシートの面积を制御することに成功しました。さらに、これら1次元および2次元の超分子集合体が、同一の分子から构成されているにもかかわらず异なる电子的特性を有していることを明らかにしました。
図：今回の現象を利用して、1分子厚のナノシートの面積を制御することに世界で初めて成功した。 （スケールバー：500nm）
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Tomoya Fukui, Shinnosuke Kawai, Satoko Fujinuma, Yoshitaka Matsushita, Takeshi Yasuda, Tsuneaki Sakurai, Shu Seki, Masayuki Takeuchi and Kazunori Sugiyasu. (2016). Control over differentiation of a metastable supramolecular assembly in one and two dimensions. Nature Chemistry.
