第16回目となるスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学系研究科 北川研究室 博士課程2年の北尾 岳史さんにお願いしました。Pacifichem2015の学生ポスター賞受賞者の一人です。
所属する北川研究室では、形状の揃った多孔性材料の内部で高分子を組み立て、新たな機能や融合的特性を引きだすという大きな枠の研究が継続されています。北尾さんの担当されたテーマは、まさにそのメインストリームにそったものです。
TBS「未来の起源」でも紹介された経歴を持っており（北川研HPで公開されている動画）、まさに将来が期待される若手研究者の一人です。改めてケムステでもご紹介させていただく機会を得ました。是非ご覧ください！
Q1. 今回の受賞対象となったのはどんな研究ですか？簡単にご説明ください
「単分子鎖状導電性高分子のキャリア移動特性の解明と制御」です[1]。
単分子鎖の導電性高分子がもつキャリア移動物性を明らかにすることは、基礎化学の観点からだけでなく、未来の分子ナノデバイス実現のために重要です。しかし、高分子は通常のバルク(固体)状態では無秩序な絡まり合い構造を有しており、それを明らかにすることは非常に困難です。
そこで本研究では、導電性高分子であるポリシランを多孔性金属錯体(PCP/MOF)がもつナノ空間内に拘束することで、単分子鎖状態をつくりだし、導電性高分子のキャリア移動特性を明らかにしました。また、PCPがもつ高い設計性を活かし、細孔サイズを変えることで、単分子鎖状態でのキャリア移動特性の制御に初めて成功しました(トップ図)。さらに、ナノ細孔内に拘束されたポリシランは、バルクとは異なり、光安定性が大幅に向上することを明らかにし、そのメカニズムについて解明しました。
Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。
ある日、ポケットにポリシランが入ったままであることに気づかず(もちろんサンプル管に入った状態で)、間違って自宅に持ち帰ってしまったことがありました。次の日の朝、ポケットからポリシランを取り出した私を見て、先輩が冷たい目で私を見ていたことを覚えています。
「こいつは毎日ポリシランと一緒に帰っているのか」
その先輩はそう思って引いていたそうです。。。
もちろん、ポリシランに対して、そこまで歪んだ感情は持っていません。しかし、ポリシランという材料についていろいろと調べていくうちに、ポリシランに対する思い入れや「愛」が芽生えたことは確かです。
Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか？またそれをどのように乗り越えましたか？
ポリシランを細孔内に拘束できる適切なPCP(細孔サイズ、表面環境など)を探し出し、さらに、導入方法を最適化するのには骨が折れました。どうやら細孔サイズが大きいからといって、必ずしもポリマー鎖を拘束できるとは限らないようです。ポリマー導入の際、「祈りながら実験をしたら穴に入るんじゃない?」という信心深い、もとい、無茶な提案もありましたが、根気強く導入方法を変えることで問題を解決することができました。
Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか？
私にとって化学は生きるための手段として必要なものだと思います。しかし、純粋に化学が面白いと思う瞬間もありますし、化学を単なる「飯の種」として見るのももったいない気がします。今後、化学を通じていろいろな世界を経験し、様々な人と繋がりをもつことができれば良いなと思います。
Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。
自分が面白いと思う研究をすることはもちろん大事ですが、それと同じくらい、他人にも面白いと思ってもらうことは非常に重要だと思います(過度のアピールはダメですが)。そのためにも、自戒の念を込めて、過去の研究に真摯に向き合い、自分よがりの研究にならないように心がけることが必要なのではないでしょうか。
参考文献
- Kitao, T.; Bracco, S.; Comotti, A.; Sozzani, P.; Naito, M.; Seki, S.; Uemura, T.; Kitagawa, S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5231-5238. DOI: 10.1021/jacs.5b02215
関連リンク
研究者の略歴
北尾 岳史
所属: 京都大学大学院工学研究科 北川研究室 博士後期課程二年
テーマ: 金属錯体ナノ空間を用いた共役高分子の集積構造制御
経歴: 1989年大阪府堺市生まれ。2012年3月京都大学工業化学科卒業、2012年4月同大学修士課程に入学、2014年4月同大学博士課程に進学。2013年錯体化学会第63回討論会学生講演賞。2014年第63回高分子学会年次大会ポスター賞。2015年第95回日本化学会春季年会学生講演賞。
