ケイ素架橋分子ギアの基板表面固定化を指向した新規分子三脚の開発

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最近,我々は分子ギアの構造化学と有機ケイ素合成化学や最新の機器分析を組み合わせることで,分子ギアの回転制御を初めて実現した(W. Setaka et al. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 15762.)。本研究は,分子ギアを金などの基板への固定を可能にする新規分子三脚の合成と,開発した分子三脚を金基板上へ固定させることである。昨年度は,申請時に設計した分子三脚を合成し、その構造をNMRおよび単結晶X線回折実験で確認していた。今年度は,この化合物を基板へ固定し走査型トンネル顕微鏡(STM)で観察することを目標とした検討を行い。併せて,更なる誘導体の合成についても検討した。なお、知的財産権の出願を考えているため,現段階では分子構造の詳細については記述できない。STM観察は、マイカ上の金薄膜に新規分子三脚の自己組織化膜(SAM)を作成し、Ir-Pt探針で観察することで検討した。しかしながら、さまざまな条件でのSAM作成や観察を実施したが、現在のところ良好なSAM像のSTM観察ができていない。これは、合成した分子三脚と金との接合部分がチオール(-SH)ではなくチオエーテル(-SMe)構造になっているため、金との結合が弱く安定なSAMを形成しにくいことや、分子サイズが大きいためトンネル電流が小さいことが考えられる。本研究は今後も引き続き検討していきたい。このほか,関連する分子機械研究として分子コマを新規に開発し,学会発表・論文発表および新規物性に関する特許出願を行った。また,分子機械研究に関する総説も執筆した。