配位子保護金属クラスターの精密組織化と金属コア間相互作用による機能発現

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本研究では、構造が一義的に規定された配位子保護クラスターを単位コンポーネントとして用い、クラスターが単一分子として示す優れた特性と超分子化学を融合させることで、複数クラスター間でのシナジー効果によって発現する創発的機能を開拓することを目的としている。初年度にはクラスター集積組織体を配向・距離が制御された形で精密設計する手法をいくつか検討し、その結果、１）外部構造制御剤を用いる方法、２）配位子間相互作用を用いる方法が有効であることが見出された。本年度にはこれらについて引き続き検討をすすめた。１）界面活性剤を構造制御剤とするクラスター集積化：自己組織性をもつアニオン性界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム（SDS）共存下で、カチオン性8核金クラスターを集積化させ、さらにここに外部エネルギーとして超音波を注入すると、著しい凝集誘起型の発光増大が起こることを見出した。この発光増大の前後の状態について透過型電子顕微鏡でモルフォロジーの検討を行ったところ、超音波照射前には100nm程のサイズの球状ミセルが形成される一方で、照射後には同程度のサイズのナノ結晶が生成することが判明した。この結果から、超音波照射前後での著しい発光増大はミセル内部でのクラスターの結晶化の結果であると結論した。２）配位子間相互作用に基づくアプローチ：金属クラスター表面に多数配置された配位子間での相互作用を分子間で制御できれば、特定の形態をもつ組織構造が得られる可能性がある。本年度は両親媒的なオリゴエチレングリコール修飾長鎖アルカンチオラートで修飾されたクラスターを用いて、会合状態でのナノ構造を観察したところ、discreteなナノサイズの会合体が形成されることを見出した。