[スポンサーリンク]

一般的な話題

高分子界の準結晶

(論文[1]より)

2011年のノーベル化学賞が決まって、1ヶ月が経とうとしています。恥ずかしながらその時まで準結晶を知らなかったのですが。ノーベル化学賞の受賞対象がどのような場面で役立っているかというのは気になるところですが、化学屋として自分の分野で(私は高分子化学ですが)どのように関わっているのかというのも興味があります。

という訳で、少し古いですが2007年に名古屋大学の松下裕秀教授、高野敦志准教授、京都大学の堂寺知成准教授らが世界で初めて観測した、高分子の準結晶を紹介します。

松下教授らは星型ポリマーというユニークな構造をもつポリマーを用いて、準結晶構造を構築しました。星型ポリマーは複数の鎖状のポリマーが1点でくっついているもので、形が星に似ていることから名付けられました。
今回はABC型と呼ばれる3種類のポリマーがくっついているものを用いているので、残念ながら星型には見えませんが。

2.png

(左図:星型ポリマー 右図:自己組織化 論文[1]より)

この3種のポリマーたちはそれぞれ相性が悪く、なるべく他のポリマーから離れて同種で集まろうとします。その結果、上図のように人が手を加えなくても組織だった構造をとるようになります(自己組織化)。

今回のポリマーは、結合点が一直線に並ぶ構造をとることが知られており、それによってシリンダー状の構造をとります。

4.png

 

(バルク中の星型ポリマーのモルフォロジー 論文[1]より)

松下教授らは、星型ポリマー中の各ポリマーの組成比を変化させ、モルフォロジーの変化を観察していく・・・ということを繰り返し行い、今回の準結晶を発見しました。見にくいですが下の図は組成比とそのときのタイリングパターンです(TEMで測定)。

5.png

 

 (関連リンク[1]より)

パッと見ただけでも異なるタイリングだということがわかりますが、これらは組成比をちょっとだけ変えるだけでこれほど変化します。膨大な数の実験、測定をされたことが容易に想像できますが、準結晶ができる確信があったのに、中々姿を表さなかったのでやきもきしていたようです。

実験をすれどもすれども結果が出てこないと、だんだんと落ち込んでくるものですが、それを励まし続けながらやっとこさ発見にこぎつけたとのこと。

そして、これが星型ポリマーの準結晶です。

6.png

 

(星型ポリマーのTEM画像 論文[1]より)

結晶学に疎いので左の図だけでは私はわからなかったのですが、縁取ってみると確かにタイリングされていることがわかります。そして、X線散乱からは準結晶の証?である12個の回折ピークが観測されました。確かに12個の回折点がわかります。

8.png

 

(X線散乱によって得られた12個の回折点 論文[1]より)

今回は当時世界で初めて観測された高分子の準結晶について紹介しました。世界で初めてというだけで価値があると思いますが、松下教授らは、この研究によって

(1)準結晶がどのサイズスケールでも見られる普遍的なものであること。

(2)準結晶が様々な物質で構成されること。

を挙げています。まさに、高分子科学と準結晶の研究を活性化させる火種になった素晴らしい研究だと思います。

 

X線散乱はSpring-8を利用したもので、この研究もSpring-8のHPでトピックとして紹介されています。また、インターネット上にワークショップ時に用いたと思われるPDFもあります。どちらも一見の価値がありますので、興味が湧いた方はぜひご覧になって下さい。

 

  • 参考文献
[1] Hayashida,K.;  Dotera, T.; Takano, A.; Matsushita, Y. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 195502.DOI:10.1103/PhysRevLett,98,195502

[2] 2009年Spring-8ワークショップ資料(PDFファイル)

[3] Spring-8 Topic10

The following two tabs change content below.

T.K

現在高分子化学を専門にしている大学院生。日々モノマーとNMRに愛をささやき続けている。重合中や測定中に応援、励ましをすると収率や分解能が上がると信じている23歳児。ケムステにはいつもお世話になっていたので、ここらで一つ恩返しをさせて頂きます。よろしくお願いします。

最新記事 by T.K (全て見る)

関連記事

  1. ちょっと変わったイオン液体
  2. YMC「水素吸蔵合金キャニスター」:水素を安全・効率的に所有!
  3. 【PR】 Chem-Stationで記事を書いてみませんか?【ス…
  4. Ph.D. Comics – Piled Highe…
  5. ハーバート・ブラウン―クロスカップリングを導いた師とその偉業
  6. 2つの触媒反応を”孤立空間”で連続的に行う
  7. iPhone/iPod Touchで使える化学アプリ-ケーション…
  8. 2005年ノーベル化学賞『オレフィンメタセシス反応の開発』

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 【書籍】パラグラフ・ライティングを基礎から訓練!『論理が伝わる 世界標準の「書く技術」』
  2. ジョナス・ピータース Jonas C. Peters
  3. 製薬各社 2010年度 第1四半期決算を発表
  4. alreadyの使い方
  5. バージェス試薬 Burgess Reagent
  6. 分子モーター Molecular Motor
  7. ブラウンヒドロホウ素化反応 Brown Hydroboration
  8. 製薬業界の現状
  9. ノーベル化学賞 のーべるかがくしょう Nobel Prize in Chemistry
  10. ベンゾイン縮合反応 Benzoin Condensation

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

イオンの出入りを制御するキャップ付き分子容器の開発

第124回のスポットライトリサーチは、金沢大学 理工研究域物質化学系錯体化学研究分野(錯体化学・超分…

リチウムイオン電池の課題のはなし-1

Tshozoです。以前リチウムイオン電池に関するトピックを2つほど紹介した(記事:リチウムイ…

アルコールをアルキル化剤に!ヘテロ芳香環のC-Hアルキル化

2015年、プリンストン大学・D. W. C. MacMillanらは、水素移動触媒(HAT)および…

三種類の分子が自発的に整列した構造をもつ超分子共重合ポリマーの開発

第123回のスポットライトリサーチは、テキサス大学オースティン校博士研究員(Jonathan L. …

超分子化学と機能性材料に関する国際シンポジウム2018

「超分子化学と機能性材料に関する国際シンポジウム2018」CEMS International Sy…

アメリカで Ph. D. を取る –研究室に訪問するの巻–

この連載は、米国の大学院で Ph.D. を取得することを目指す学生が日記感覚で近況を記録するためのも…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP