光およびレドックス応答性分子修飾金属ナノ微粒子の多次元ネットワーク

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ナノメートルの金属超微粒子は、触媒作用やSET (Single Electron Tunneling)のような量子サイズ効果に基づくバルク金属とも原子とも異なる化学/物理的性質を有し、更にその性質がサイズに依存し顕著に変化する興味深い物質群である。単一サイズ微粒子の合成、それらの規則固定化および新物性の探索からの研究アプローチが重要である。本研究は、金属ナノ微粒子に、光活性やレドックス応答性を持つ機能分子を融合した超分子を創製し、更にそれらを集積化したネットワーク構造による、隣接した分子間の相互作用から導かれるマトリックス全体としての物性解明を目的としている。現在まで、多段階レドックス分子であるビフェロセン誘導体を、アルキルチオールで保護した金ナノ微粒子表面に導入することにより、合成から界面固定化および新規物性に至る有益な実験系が見出されていた。すなわち、金コア表面に存在するビフェロセンまたはアントラキノン部位の2電子酸化または還元により、電極上にレドックス活性な金ナノ微粒子薄膜の作製が可能であった。しかし、それらレドックス分子由来の多段階酸化/還元反応による金ナノ微粒子凝集現象は、詳細に説明されていなかった。本研究においては、ビフェロセン修飾金ナノ微粒子について種々の測定からその特異な電析メカニズムを詳細に明らかにした(J. Phys. Chem. B, in press)。また、コアサイズを変化させ、凝集現象に及ぼす影響を検討した(E. Phys. J. D. in press)。以上の特徴的な電析現象を利用し、コア原子(M=Au, Pd)が異なったナノ微粒子の交互積層薄膜化に成功した(Chem. Commun., 2002,1578)