[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

有機色素の自己集合を利用したナノ粒子の配列

[スポンサーリンク]

第186回のスポットライトリサーチは、関西学院大学 増尾研究室の山内光陽 助教にお願いしました。山内先生は以前にもスポットライトリサーチにご登場頂いており、今回は2回目の掲載になります(参照:光刺激で超分子ポリマーのらせんを反転させる)。当時は千葉大(矢貝研)の博士課程に在籍されていましたが、現在は増尾研究室の助教を務められています。増尾研究室は、分子レベル・ナノレベルでの「励起子エンジニアリング」をキーワードにナノ材料光科学の研究を行っており、今回取り上げるのは、色素分子ペリレンビスイミドの自己組織化を利用し、量子ドットを配列させるという研究です。この研究成果が、最近プレスリリースおよびChem. Eur. J.誌の原著論文として発表されたため、再びインタビューさせて頂きました。

”Colloidal Quantum Dot Arrangement Assisted by Perylene Bisimide Self-Assembly”
Chem. Eur. J. 2019, 25, 167–172. (Hot paper). DOI: 10.1002/chem.201805119

研究室を主催されている増尾貞弘 教授からは以下のコメントを頂いています。

山内さんには、学位取得直後の2017年4月に私が主宰する研究室に着任していただきました。何人かの先生から推薦いただいたので迷わず採用しましたが、大変素晴らしい方で嬉しく思っています。今回ご紹介した研究内容も、議論した後あっという間に成し遂げ、論文掲載まで辿り着きました。大変な努力家で、3時間の睡眠と栄養ドリンクがあれば(本気を出せば)働き続けることができるようです。この世代の研究者の中でもかなり優秀な人材であり、将来立派な研究者に成長することを楽しみにして見守っています。本人にも度々言っていますが、唯一の欠点は笑いが取れないことです。関西では致命的です。。

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

有機色素の自然に集まる性質(自己集合)を利用して、量子ドットを並べることに成功しました(図1)。

図1. ペリレンビスイミド色素と量子ドットの混合による配列現象

コロイド状半導体ナノ結晶は量子ドットと呼ばれており、粒径に依存して様々な発光色を示します。この興味深い特徴が見出されて以来、世界中の研究者によって量子ドット単独での物性が盛んに研究されてきましたが、複数の量子ドットが並んだ配列構造は未知でした。本研究では、量子ドットとの吸着部位を有するペリレンビスイミドを設計・合成し、量子ドットと共存下で自己集合させることで量子ドット配列構造を構築しました。1) 有機色素の自己集合に基づく本手法により、多種多様なナノ粒子の配列構造が構築され、その構造由来の新しい機能発現に繋がることが期待できます。

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。

本研究では、全く異種のもの(量子ドット vs 有機色素)を相互作用させる必要があるので、混合条件の最適化には時間を要しました。偶然(必然?)、この系は時間経過により量子ドットが配列していくことがわかったので、スペクトル変化をじっくり追跡してメカニズムを明らかにしようと意気込みました。その結果、「ペリレンビスイミドが量子ドットに吸着したら、どう相互作用するのか?」という疑問が少し解消され、思い入れのある内容になったと思います。

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?

学生時代(@矢貝研究室)に確信した「有機分子の自己集合の素晴らしさ」を利用した何かを成し遂げたいと思い馳せている最中、ふと本研究が生まれました。テーマを考案したときは、簡単に並ぶだろうに思っていましたが、実験を進めてみると配列する最適条件を決めるのに苦戦しました。その時、少し息抜きで配列しない条件で実験をしてみることにしました。すると、ペリレンビスイミドはどのように量子ドットへ吸着するかというメカニズムが明らかになりました。このメカニズムを踏まえて、混合条件を再検討したところ、量子ドットがなんとか配列してくれました。やはり、どうしても上手くいかない時は気分転換に視点を変えることは大いに意味があることを再認識しました。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

これから数年は、現在のテーマ「有機色素と量子ドットの複合化」のみに執着せず多様な研究テーマに挑戦したいと考えています。(最近では、有機結晶中の分子の挙動が気になっています。)その後は、自分がすべき研究をバシッと決め、突き進めたいと現在考えています。その中で、学生さんをはじめとした研究に関わる全ての人に研究の面白さ・素晴らしさを伝えていきたいです。自信もって面白いことを話せるように、私自身楽しんで研究に熱中していきたい次第です。楽しみ方の一つとして、これまでは分子の気持ちになって考えるようにしていましたが(以前のインタビュー)、最近では量子ドットの気持ちも少し理解してきたような気がします。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

新しい研究に取り組んでいると、良い意味で予想を裏切ってくれるなと日々感じます。(もちろん、期待通りになってくれるときもあります)仮説を立てて、いざ実験してみると、これはどういうことだろう?となった時に、私は新しい現象が起こっているのか?とワクワクします。それをどう解釈するかで、研究の方向性は変わっていきます。私は瞬時に物事を判断する瞬発力はあまり得意ではないですが、研究はじっくり謎解きをしていくのでとても好きです。研究は、じっくり考えることができる良い機会だと思いますので、ぜひ「考える人」になることをお勧めします。

最後になりましたが、本研究を進めるにあたり、日々貴重なディスカッション時間を割いてくださった研究室主宰の増尾貞弘先生、そして増尾研究室の愉快なメンバーにはこの場をお借りして深く御礼申し上げます。

研究者の略歴

山内 光陽(Yamauchi Mitsuaki)

所属:関西学院大学理工学部 環境・応用化学科 助教
研究テーマ:有機色素と無機ナノ粒子の複合化、発光性ナノ結晶の構築

2012年3月 千葉大学工学部共生応用化学科 卒業
2014年3月 千葉大学大学院工学研究科共生応用化学専攻 博士前期課程 修了
2014年4月 〜 2017年3月 日本学術振興会特別研究員(DC1)
2017年3月 千葉大学大学院工学研究科共生応用化学専攻 博士後期課程 修了(矢貝研究室)
2017年4月 〜 現在 関西学院大学理工学部 環境・応用化学科 助教(増尾研究室)

参考文献

  1. Yamauchi, S. Masuo, Chem.-Eur. J. 2019, 25, 167–172. DOI: 10.1002/chem.201805119
  2. M. Yamauchi, Y. Miyamoto, M. Suzuki, H. Yamada, S. Masuo, Phys. Chem. Chem. Phys. 2019 in press. DOI: 10.1039/c8cp06594b
  3. Yamauchi, B. Adhikari, D. D. Prabhu, X. Lin, T. Karatsu, T. Ohba, N. Shimizu, H. Takagi, R. Haruki, S. I. Adachi, T. Kajitani, T. Fukushima, S. Yagai, Chem.-Eur. J. 2017, 23, 5270–5280. DOI: 10.1002/chem.201605873

関連リンク

Avatar photo

kanako

投稿者の記事一覧

アメリカの製薬企業の研究員。抗体をベースにした薬の開発を行なっている。
就職前は、アメリカの大学院にて化学のPhDを取得。専門はタンパク工学・ケミカルバイオロジー・高分子化学。

関連記事

  1. 世界最高の活性を示すアンモニア合成触媒の開発
  2. 高純度フッ化水素酸のあれこれまとめ その1
  3. サーモサイエンティフィック「Exactive Plus」: 誰で…
  4. 三角形ラジカルを使って発光性2次元ハニカムスピン格子構造を組み立…
  5. BASF150年の歩みー特製ヒストリーブックプレゼント!
  6. 目指せPlanar!反芳香族性NIR色素の開発
  7. 【医農薬・合成香料・水素・バイオエタノール・バイオベース有機酸】…
  8. カーボンナノリング合成に成功!

注目情報

ピックアップ記事

  1. カニッツァロ反応 Cannizzaro Reaction
  2. 企業の組織と各部署の役割
  3. ネオ元素周期表
  4. 172番元素までの周期表が提案される
  5. ヴィルスマイヤー・ハック反応 Vilsmeier-Haack Reaction
  6. 【クラリベイトウェブセミナー】 新リリース! 今までの研究開発にイノベーションをもたらす新しいソリューション Clarivate Chemistry Researchのご紹介 ー AI技術を搭載したシンプルかつインテリジェントな特許・学術文献情報の活用ツール
  7. ジョセップ・コルネラ Josep Cornella
  8. 第28回 錯体合成から人工イオンチャンネルへ – Peter Cragg教授
  9. 「イスラム国(ISIS)」と同名の製薬会社→社名変更へ
  10. イヴァン・フック Ivan Huc

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2019年3月
月 火 水 木 金 土 日
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

最新記事

光前駆体法の活用によって、ヘプタセンで初の一重項分裂を観測!

第725回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 理学研究科化学専攻 有機元素化学研究室(山田研…

【スタッフ・寄稿募集】Chem-Stationで、化学を「伝える側」になりませんか?

Chem-Station(ケムステ)は2000年に開設された国内最大の化学ポータルサイトです。大学・…

第17回大津会議―とある参加者の記録―

2026年9月28日~29日に開催された第17回大津会議についての、とある参加者の記録です。この記事…

第17回大津会議 -Otsu Conference- 2026 開催報告 ~新体制で紡ぐ「有機合成の夢」~

第17回大津会議が2026年9月28日(月)〜9月29日(火)びわ湖大津プリンスホテルにて開催されま…

有機合成化学協会誌2026年10月号:医薬品プロセス開発・σ芳香族性・含窒素複素環・メロテルペノイド二量体・高歪み化合物

有機合成化学協会が発行する「有機合成化学協会誌」2026年10月号がオンラインで公開されています。…

時代は水だ! セメントのように水と混ぜるだけで成形・硬化できる「水硬性」高分子

第724回のスポットライトリサーチは、東京科学大学物質理工学院(大塚研究室)博士前期課程2年の徳満玲…

複雑さを設計して、結晶の動きをプログラムする

第723回のスポットライトリサーチは、高知工科大学大学院工学研究科(林研究室) 博士後期課程3年の樋…

ハロゲンの力で強力な結合を切断!天然物クマリンから医薬品・機能性材料原料のクマラノン類へ

第 722 回のスポットライトリサーチは、立命館大学大学院薬学研究科薬学専攻 精密合…

観察を写真で残す!カメラ内蔵リアクタ EasyMax 102i を使ってみた

反応の温度も、攪拌(かくはん)も、滴下も、サンプリングもいまや自動で記録される時代になりました。とこ…

ケムステ人気新着記事 トップ 5【2026年9月版】

2026年9月にケムステでは21本の新しい記事を公開しました。この記事では、その新着記事の中から、ペ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP