[スポンサーリンク]

一般的な話題

高分子界の準結晶

[スポンサーリンク]

(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

T.K

投稿者の記事一覧

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。

関連記事

  1. なぜ傷ついたマジックマッシュルームは青くなるの?
  2. 有機合成化学 vs. 合成生物学 ― 将来の「薬作り」を席巻する…
  3. 論文引用ランキングから見る、化学界の世界的潮流
  4. 高専の化学科ってどんなところ? -その 1-
  5. 「有機合成と生化学を組み合わせた統合的研究」スイス連邦工科大学チ…
  6. クロスカップリングはどうやって進行しているのか?
  7. 近赤外光を吸収する有機分子集合体の発見
  8. 生きたカタツムリで発電

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 試験概要:甲種危険物取扱者
  2. gem-ジフルオロアルケンの新奇合成法
  3. 「タキソールのTwo phase synthesis」ースクリプス研究所Baran研より
  4. ソモライ教授2008年プリーストリー賞受賞
  5. 光有機触媒で開環メタセシス重合
  6. ウッドワード・ホフマン則を打ち破る『力学的活性化』
  7. クリストファー・ウエダ Christopher Uyeda
  8. 第22回 化学の複雑な世界の源を求めてーLee Cronin教授
  9. 究極のエネルギーキャリアきたる?!
  10. ベンゼンの直接アルキル化

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

砂塚 敏明 Toshiaki Sunazuka

砂塚 敏明 (すなづか としあき)は、日本の有機化学者である。学校法人北里研究所 理事、北里大学大村…

【ケムステSlackに訊いてみた】有機合成を学ぶオススメ参考書を教えて!

日本初のオープン化学コミュニティ・ケムステSlackを立ち上げてもうすぐ2年が経ちます。かな…

第三回ケムステVプレミアレクチャー「夢のある天然物創薬」を開催します!

そろそろケムステVシンポも開始しますが、その前にもう一度Vプレレクのお知らせです。3月末に第…

第8回慶應有機化学若手シンポジウム

ご案内有機合成・反応化学、天然物化学・ケミカルバイオロジー、生物 有機化学・医化学、有機材料化学…

第141回―「天然と人工の高分子を融合させる」Sébastien Perrier教授

第141回の海外化学者インタビューはセバスチャン・ペリエ教授です。シドニー大学化学科(訳注:現在はワ…

合格体験記:知的財産管理技能検定~berg編~

私(berg)が2019(令和元)年11月17日(日)に受験した3級(第34回)の記録です。現状とは…

ゼロから学ぶ機械学習【化学徒の機械学習】

hodaです。機械学習に興味があります。突然ですが読者の皆さんは第13回ケムステVシンポジウム「…

研究助成金及び海外留学補助金募集:公益財団法人アステラス病態代謝研究会

2021年度が始まりました。悪い予想通り、コロナの影響は続き今年も自由に動けませんね。そんななかでも…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP