軌道混成に着目したナノ粒子超構造の構築と機能制御

本研究の目的は、配位化学の手法を用いた今までにない金ナノ粒子超構造体構築方法の確立と、有機配位子を介在させた粒子間の軌道混成を利用した粒子間相互作用の制御の実現である。本研究を遂行するために、昨年度は以下の研究を実施した。・還元剤にメチルアミンを用いたヤヌスポルフィリン保護金ナノ粒子の合成平成31年度の研究において新たに粒径が1.4 nmのヤヌスポルフィリン保護金ナノ粒子を合成した。しかし、この金ナノ粒子は表面にヤヌスポルフィリンが多数平面配位しており、幾何学的な異方性を有していなかった。そこで、本年度では金ナノ粒子の粒径を小さくすることで表面に配位できるヤヌスポルフィリンの数を制限して幾何学的異方性を獲得しようと試みた。具体的には、金ナノ粒子生成時における還元剤を水素化ホウ素ナトリウムに比べて弱い還元剤であるトリメチルアミンに変更した。結果としてMALDI-TOF-MS分析により構成金原子が20個ほどの極めて小さい金ナノ粒子が生成されていることが示唆された。このような金ナノ粒子が生成された要因としては、比較的弱い還元剤を使用したことにより、金前駆体が還元される速度が遅くなり、金ナノ粒子の成長の早い段階でヤヌスポルフィリンに保護されたからであると示唆される。本研究課題では、ナノ粒子間の距離を精密に制御することで、ナノ粒子-有機分子-ナノ粒子間の電子的な相互作用を発現させて、これらの特性を評価することが目的であったが、金ナノ粒子の化学的不安定性により、有機分子を連結させていく反応条件が大きく制限されることとなり、ナノ粒子超構造体の構築を行うことはできなかった。しかしながら、本研究課題を進めていく過程で新たな金ナノ粒子の合成法を開発することができた。本研究は、金ナノ粒子の精密配列の分野の基礎研究の一端を担うことができたと考えている。

本研究の目的は、配位化学の手法を用いた今までにない金ナノ粒子超構造体構築方法の確立と、有機配位子を介在させた粒子間の軌道混成を利用した粒子間相互作用の制御の実現である。本研究を遂行するために、昨年度は以下の研究を実施した。・還元剤にメチルアミンを用いたヤヌスポルフィリン保護金ナノ粒子の合成平成31年度の研究において新たに粒径が1.4 nmのヤヌスポルフィリン保護金ナノ粒子を合成した。しかし、この金ナノ粒子は表面にヤヌスポルフィリンが多数平面配位しており、幾何学的な異方性を有していなかった。そこで、本年度では金ナノ粒子の粒径を小さくすることで表面に配位できるヤヌスポルフィリンの数を制限して幾何学的異方性を獲得しようと試みた。具体的には、金ナノ粒子生成時における還元剤を水素化ホウ素ナトリウムに比べて弱い還元剤であるトリメチルアミンに変更した。結果としてMALDI-TOF-MS分析により構成金原子が20個ほどの極めて小さい金ナノ粒子が生成されていることが示唆された。このような金ナノ粒子が生成された要因としては、比較的弱い還元剤を使用したことにより、金前駆体が還元される速度が遅くなり、金ナノ粒子の成長の早い段階でヤヌスポルフィリンに保護されたからであると示唆される。本研究課題では、ナノ粒子間の距離を精密に制御することで、ナノ粒子-有機分子-ナノ粒子間の電子的な相互作用を発現させて、これらの特性を評価することが目的であったが、金ナノ粒子の化学的不安定性により、有機分子を連結させていく反応条件が大きく制限されることとなり、ナノ粒子超構造体の構築を行うことはできなかった。しかしながら、本研究課題を進めていく過程で新たな金ナノ粒子の合成法を開発することができた。本研究は、金ナノ粒子の精密配列の分野の基礎研究の一端を担うことができたと考えている。