被覆型分子ワイヤを用いたナノサイズの化学物質センサーの開発

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本研究員は、前年度までに開発したナノサイズの化学物質センサの研究を応用発展させ、ガスセンサデバイスとしての実用化を行うべく、（１）「センサチャネルとなる金属酸化物半導体表面チャネルにおける分子の吸着脱離挙動の詳細な機構解明」を行いその中で偶然（２）「単結晶金属酸化物表面におけるケトンの炭素―炭素結合切断反応の発見」に成功した。（１）の課題は、本特別研究における重要課題である化学物質センサの実デバイス作製における動作原理に関わる中心課題である。本特別研究員は、この金属酸化物表面における有機分子の分子変換挙動を、質量分析および分光学的測定を駆使することで詳細に明らかとし、チャネル材料の前処理方法がその表面化学反応の進行度に極めて大きな影響を与えることを見出した。上記の研究内容に関しては論文として発表し、アメリカ化学会が発行するNano Lettersに掲載されている。さらにこの研究を進める中で発見した（２）の課題は、従来の有機化学的常識から外れる極めて興味深い反応である。その理由は第一に、極めて強固とされる炭素－炭素結合が、室温、大気化という温和な条件でごく短時間で切断可能という点であり、第二に、カルボニル基の位置の些細な違いによってこの反応の進行度が大きく変化する点である。後者の特性は、精密に設計された有機触媒を用いた系でも例がないほどの基質認識能であり、それを無機固体表面と有機分子との相互作用において達成したという点で重要な結果である。この結果は、本特別研究課題である分子認識を行う上で、極めて有望であると考えられる。（２）の成果に関しても、3件の学会発表にて発表しており、うち一件で優れた研究成果に与えられる発表賞を受賞した。このように、本特別研究員は期待以上に研究を発展させ、国内外で高い評価を受けている。