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デザインされた空孔を持つ有機分子と金属ナノ粒子の1:1複合体の調製

具有设计空位的有机分子与金属纳米颗粒1:1复合材料的制备

基本信息

批准号：
16033262
负责人：
永田央
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に引き続き、三脚型チオエーテルオリゴマーを用いた金ナノ粒子の安定化について検討した。ナノ粒子1個に対して多数の分子が結合しているという結果が前年度に得られていたため、ナノ粒子に対して分子サイズを最適化する必要がある。このため、さまざまな分子に対して、分子動力学を用いた計算機シミュレーションで1:1複合体の安定構造を探索した。具体的には、チオエーテルオリゴマーを構成する炭化水素部分(隣接するイオウ原子の間の部分)にナフタレン・ビフェニル・フルオレン等の広がりの大きな芳香族分子を12種類想定し、どのような組み合わせ・数の時にナノ粒子と最もよく相互作用するかを計算した。金ナノ粒子としては、実験で得られた1.5〜1.7nmサイズのモデルとして、AU_<147>を用いた。三脚型のそれぞれの脚が持つ炭化水素部分の数(以下「残基数」と呼ぶ)が3、4の時は、フルオレンのような大きな芳香族分子を用いてもナノ粒子表面は十分には覆いきれない。残基数が5、6の時は、ナフタレン程度の大きさの分子でもナノ粒子表面は80%以上覆うことができる。興味深いことに、残基数が5までの場合、最も安定な構造では比較的ランダムに分子がナノ粒子表面を覆っているが、残基数6の場合に、3本の脚が三回対称のらせん状にナノ粒子に巻き付く構造が現れた。今回のモデル計算ではナノ粒子・分子間の相互作用は方向性を持っていないが、それでも適切な分子を設計することで、一定の方向性を持った複合体構造が現れうることを示唆している。また、残基数5・6の場合に遺伝的アルゴリズム探索を適用し、少ない計算量で合理的な結果が得られることを確かめた。

In the previous year, the three-legged structure was used to stabilize the particles. A particle is associated with most molecules, resulting in the optimization of the particle in the previous year. A study of the stability of 1:1 complexes in molecular dynamics The specific structure of the hydrocarbon moiety (the part between adjacent atoms) is calculated from the 12 kinds of aromatic molecules, the number of combinations, the number of particles and the interaction between them. The gold particles were found to be 1.5 ~ 1.7nm in diameter and AU_<147>in diameter. The number of carbon atoms (hereinafter referred to as "residue number") in the tripod type is 3 or 4, and the number of carbon atoms in the tripod type is 3 or 4. When the number of residues is 5 or 6, the molecular weight of the particles is more than 80% In the case where the number of residues is 5, the most stable structure is the structure of the particle surface, and in the case where the number of residues is 6, the structure of the particle surface is the structure of the particle surface. The interaction between particles and molecules in this paper is characterized by directivity, orientation and complex structure. In the case of residue number 5·6, the search results are reasonable, and the calculation amount is reasonable.