[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

準結晶的なナノパーティクルスーパーラティス

 

001.png

2011年のノーベル化学賞は準結晶の発見をしたイスラエル工科大学のシェヒトマン先生に送られました。多くの化学者にとってあまり馴染みのなかったであろうこのテーマは驚きをもって迎えられました。多くの人にとって合金の原子配置などは研究のテーマの外にあるようで、また”対称性”という単語で説明される事象に戸惑いを持った人も多かったのではないかと思います。

しかし最大の問題は多くの人にとって、馴染みがなく、その状態の想像がつきにくいことなのではないかと思います。

ここで”準結晶状態”というものを明確に視覚化している研究がありますので、それを紹介させて頂きます。

 

 

 

Quasicrystalline order in self-assembled binary nanoparticle superlattices

Dmitri V. Talapin, Elena V. Shevchenko, Maryna I. Bodnarchu, Xingchen Ye, Jun Chen & Christopher B. Murray Nature 2009, vol.461 p.964  DOI:10.1038/nature08439

ナノパーティクルというのは、しかるべき条件で自己組織化をすることが知られており、3次元的に綺麗に配列されるその状態をナノパーティクルスーパーラティスといいます。その綺麗な配列は金属結晶における原子の配置と比較されることも多いです。

このような特性からナノパーティクルをビルディングブロックとして用いた、ボトムアップ型アプローチによるマテリアルの開発は現代ナノ化学の大きな分野のひとつです。

さらにこの分野を肥沃にしていることは、使えるナノパーティクルは一種類に限らないということです。複数種類のナノパーティクルを同時に用いることにより、イオン結晶や合金の原子配列ような構造を持ったナノパーティクルスーパーラティスが数々報告されています。[1]

この分野での第一人者はChicago大学のTalapin教授とその妻であるShevchenko教授です。

この論文はこの夫婦がEqually Contributedとしてファーストオーサーとなっていて、まさにこの分野のエースが報告する至高の研究成果といえます。

002.png

この論文では主にサイズの違ったナノ粒子(金、酸化鉄、パラジウム、PbS)を然るべき比率で混合し、共結晶化することにより”準結晶”的なナノパーティクルスーパーラティスを実現しています。

なんといってもこの論文の見所はその綺麗な電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)写真です。違った種類のナノパーティクルが、規則正しくパッキングされているその御姿は、自然の理が可視化されているものを見るようで一種の畏怖すらも感じさせます。

 

003.png

 

(TEM画像と該当部分のElectron Diffraction Pattern。論文より引用)

このような綺麗な配列は、エントロピー的、静電的、その他色々な相互作用が微妙に絡み合う中で成し遂げられるものです。

この分野の研究は現在どれだけナノパーティクルを共存させることによるシナジーを持った複合マテリアルを作れるかと言う所が焦点となっているともいえます。[2]

とはいえ、このような研究はむしろアプリケーションと言うよりも、単純に綺麗であることに感動するというような、もっと原初的な化学への喜びに訴える素晴らしい研究であると思います。

とはいえこのような発見も、素の”準結晶”という発見なくしては発展し得なかったものとも言えるかも知れません。今回のノーベル賞は、基礎的に重要で大きなインパクトを化学会に残したという意味で意義深いものだと思います。このような基礎知見を素に、どのように発展させていけるかを化学的に考えるのもまた一興ではないでしょうか?

  • 参考文献
[1] (a) E. V. Shevchenko, D. V. Talapin, N. A. Kotov, S. O’Brien, C. B. Murray, Nature 2006, 439, 55  DOI: 10.1038/nature04414  (b) E. V. Shevchenko, D. V. Talapin, C. B. Murray, S. O’Brien, JACS 2006, 128, 3620 DOI:  10.1021/ja0564261?[2] J. J. Urban, D. V. Talapin, E. V. Shevchenko, C. R. Kagan, C. B. Murray, Nature Materials 2007, 6, 115. doi:10.1038/nmat1826

関連記事

  1. タンパクの骨格を改変する、新たなスプライシング機構の発見
  2. ボリルアジドを用いる直接的アミノ化
  3. 原子量に捧げる詩
  4. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑨ (解答…
  5. 目が見えるようになる薬
  6. 黒板に描くと着色する「魔法の」チョークを自作してみました
  7. ケムステイブニングミキサー2017ー報告
  8. 「さくら、さくら」劇場鑑賞券プレゼント結果発表!

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. XPhos
  2. メチレン炭素での触媒的不斉C(sp3)-H活性化反応
  3. 乾燥剤の脱水能は?
  4. オルトチタン酸テトライソプロピル:Tetraisopropyl Orthotitanate
  5. 製薬大手のロシュ、「タミフル」効果で05年売上高20%増
  6. フッ素ドープ酸化スズ (FTO)
  7. ポーソン・カーン反応 Pauson-Khand Reaction
  8. 人生、宇宙、命名の答え
  9. イレッサ /iressa (gefitinib)
  10. 向山酸化還元縮合反応 Mukaiyama Redox Condensation

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

ウォルフガング-クローティル Wolfgang Kroutil

ウォルフガング クローティル (Wolfgang Kroutil, 1972年8月5日-) Graz…

光反応性ジアジリンアミノ酸:Fmoc-Tdf-OH, H-Tdf-OH, Boc-Tdf-OH

光反応性ジアジリンアミノ酸は、レセプターであるタンパク質との間で共有結合を形成するという特性があり、…

嫌気性コリン代謝阻害剤の開発

嫌気性コリン代謝を選択的に阻害する小分子が開発された。これは、嫌気性微生物の代謝による疾患のメカニズ…

ケムステイブニングミキサー2019ー報告

3月16日から19日の日本化学会第99春季年会に参加されたみなさま、おつかれさまでした!甲南大学…

モリブデンのチカラでニトロ化合物から二級アミンをつくる

川上原料のニトロアレーンとアリールボロン酸を用いた二級アミン合成法が報告された。空気下で安定なモリブ…

化学的に覚醒剤を隠す薬物を摘発

化学変化を加えると覚醒剤に加工できる指定薬物を密輸しようとしたなどとして、東京税関成田支署と成田空港…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP