魔法数金クラスターの高次連結体の構築

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数～数十個程度の金属原子が会合した(直径1nm以下)金属クラスターは,バルク金属ではみられない特異的な電子構造・幾何構造をもつことから,新規機能性物質の構成単位として大きな潜在能力を秘めている.特に「魔法数」と呼ばれる特定の構成原子数からなる金属クラスターは極めて高い安定性を示すことから,構成単位の候補として有望である.金などの貨幣金属クラスターでは,電子構造が殻構造をもち,あたかも一種の原子(超原子)として振る舞う.本研究では,魔法数金クラスターの連結体の構築法を開発し,集積度に応じて発現する機能の探索を行った.具体的には以下の成果を得た。1.チオラート保護金クラスターAu_<38>(SR)_<24>について粉末X線構造解析を行い,理論計算の結果と比較することで,2個の正二十面体Au_<13>魔法数クラスターが1面を共有しながら3個の(-SR-Au-SR-)で連結された構造を提案した.2.金のワイヤーワイヤーを前駆体として利用し、これをチオールでエッチングしながら保護することで魔法数連結体が得られる可能性がある。そこで、オレイルアミンを鋳型として、直径1.4nmの金ナノワイヤーを合成した。これをチオールと反応させたところ,球状のナノ粒子へと変形した.ナノワイアー自体は配位子がない状態では不安定であることを見いだしており,この現象は配位子交換の速度が十分でないことが原因であると思われる.マイクロミキサーなどを利用した高速の配位子交換が有効であろう.