[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

キラルシリカを“微小らせん石英セル”として利用した円偏光発光制御技術の開発

[スポンサーリンク]

第577回のスポットライトリサーチは、大阪工業大学 工学研究科 化学・環境・生命工学専攻 平井研究室の坂井 飛成(さかい ひなり)さんにお願いしました。

平井研究室では精密重合法を基盤とした新規高分子材料開発に関する研究に取り組んでいます。今回のプレスリリースでは、かご型シルセスキオキサン(POSS)含有高分子より調製したキラルシリカが“極小のらせん形状を持った石英セル”として働き、蛍光分子および溶媒分子を内包することで円偏光発光(CPL)の発光色の制御が可能になることを報告しました。

この研究成果は国立研究開発法人エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のムーンショット型研究事業(JPNP18016)および燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業(JPNP20003)、JSPS科研費(JP22K05245)により推進され、「JACS Au」誌、および大阪工業大学東京工業大学、国立陽明交通大学(台湾)よりプレスリリースで発表されました。

Controlling Circularly Polarized Luminescence Using Helically Structured Chiral Silica as a Nanosized Fused Quartz Cell

Hinari Sakai, Tsz-Ming Yung, Tomoki Mure, Naoki Kurono, Syuji Fujii, Yoshinobu Nakamura, Teruaki Hayakawa, Ming-Chia Li, and Tomoyasu Hirai

JACS Au 2023 3 (10), 2698-2702

DOI: doi.org/10.1021/jacsau.3c00390

研究室を主宰されている平井 智康准教授より坂井さんについてコメントを頂戴いたしました!

坂井 飛成君は4年生で研究室に配属されて以来、キラルシリカの用途探索に関する研究に取り組んできました。キラルシリカを調製するためのPOSS含有高分子はアニオン重合法に基づき調製するため、高度の技術を必要とします。器用で几帳面な、負けず嫌いの性格であり、数多くのキラルシリカの調製、キラルシリカへの分子内包に関する検討に果敢に取り組んでくれました。未踏領域となっていたキラルシリカのナノ石英セルとしての利用方法も坂井君の性格なしには発見できなかったと思います。教員として、坂井君の努力の成果を論文としてまとめることができてとても嬉しく思っています。

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。

キラルシリカはキラル界面活性剤を鋳型とし、テトラエトキシシランのゾルーゲル反応を利用することで調製されてきました。しかしながら、得られるらせんのサイズが分子サイズと比較して大きいことが課題となっていました。我々は独自に立体規則性を制御したPOSS含有メタクリレート高分子に対して少量のキラルドーパントを添加し、この混合物を焼成することで分子サイズのらせん構造を有するキラルシリカを得ました。

一方、蛍光分子として、ピラニンに注目しました。ピラニンは水中では緑色、メタノール中では青色の蛍光発光を示します。調製したキラルシリカに対してピラニンおよび溶媒分子を内包させることで、緑〜青色の領域において蛍光発光色を制御したCPLが得られることを明らかにしました。また、キラルシリカの中に溶媒分子と蛍光分子が内包されていますのでこの材料は粉末として取り扱うことができます。

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。

キラルシリカの調製と分子導入を成し遂げた点です。キラルシリカを調製すると振動円偏光二色性(VCD)から美しい分裂型のコットン効果が観測されます。一方、シリカは紫外から可視領域では透明であるため、円二色性(CD)では信号が得られません。クロモフォアがキラルシリカに内包され、さらにらせんに沿って配列されるならば、CD測定より特異なコットン効果を観測できるのではないかと考えました。実際に実験を行い、CDからコットン効果が観測された時は感動しました。

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?

Q2とも関連がありますが、キラルシリカに対して導入可能な分子を選択した点です。透過型電子顕微鏡(TEM)観察像より、キラルシリカの空孔サイズは評価していましたが、導入できるはずのサイズからなる分子を思うように内包できない状況が続きました。キラルシリカを焼成する過程で極性官能基であるSi-OH骨格が残存していると仮説を立て、極性の高い分子を選択することで状況を乗り越え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?

今回の実験を通して様々な発見があり、化学の面白さを肌で感じることができました。微力ながら、化学を通じて、日本の社会をよりよいものにすることができる研究者になりたいと思っています。CPLは量子コンピュータ開発にも注目されている技術ですので、化学以外にも興味を持ちながら、材料開発に携わっていきたいです。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

最後まで記事に目を通していただき、ありがとうございました。研究を通じて、自分自身で考え成果を出すことも重要ではあるものの、研究室のメンバーをはじめとする周囲の人との関わりも重要であることを学ぶことができました。今後も人とのつながりを大切にし、様々な研究に積極的にチャレンジしていきたいと思います。

最後になりましたが、本テーマを推進する上でご指導賜りました平井智康 准教授、研究室のメンバーにこの場を借りて改めて御礼申し上げます。

また今回研究紹介という貴重な機会を設けてくださったChem-Stationスタッフの皆様に心より感謝申し上げます。

研究者の略歴

坂井飛成(さかい ひなり)

大阪工業大学 工学研究科 化学・環境・生命工学専攻 平井研究室

高分子を鋳型とするキラルシリカの調製とその機能・物性評価

関連リンク

Zeolinite

投稿者の記事一覧

ただの会社員です。某企業で化学製品の商品開発に携わっています。社内でのデータサイエンスの普及とDX促進が個人的な野望です。

関連記事

  1. 水溶性アクリルアミドモノマー
  2. ニセ試薬のサプライチェーン
  3. 水中マクロラクタム化を加速する水溶性キャビタンド
  4. 就職か進学かの分かれ道
  5. 情報の最小単位がついに原子?超次世代型メモリー誕生!
  6. 白リンを超分子ケージに閉じ込めて安定化!
  7. 化学系学生のための就活2020
  8. えれめんトランプをやってみた

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 信頼度の高い合成反応を学ぶ:Science of Synthesis(SoS)
  2. 研究室の安全性は生産性と相反しない
  3. マタタビの有効成分のはなし【更新】
  4. 【追悼企画】世のためになる有機合成化学ー松井正直教授
  5. 藤原・守谷反応 Fujiwara-Moritani Reaction
  6. LSD1阻害をトリガーとした二重機能型抗がん剤の開発
  7. 第43回「はっ!」と気づいたときの喜びを味わい続けたい – 高橋 雅英 教授
  8. 構造化学の研究を先導する100万件のビッグデータ
  9. ちょっとキレイにサンプル撮影
  10. レビュー多くてもよくね?

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2023年11月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

マテリアルズ・インフォマティクスにおけるデータ0からの初期データ戦略

開催日:2024/06/05 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

ホウ素の力でイオンを見る!長波長光での観察を可能とするアニオンセンサーの開発

第 615回のスポットライトリサーチは、大阪大学大学院 工学研究科応用化学専攻 南方…

マテリアルズ・インフォマティクスと持続可能性: 環境課題の解決策

開催日:2024/05/29 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

Christoper Uyeda教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年5月13日(月)に東京大学 本郷キャンパス(薬学部)にて開催された「…

有機合成化学協会誌2024年5月号:「分子設計・編集・合成科学のイノベーション」特集号

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年5月号がオンライン公開されています。…

電子のスピンに基づく新しい「異性体」を提唱―スピン状態を色で見分けられる分子を創製―

第614回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(松田研究室)の清水大貴 助教にお願い…

Wei-Yu Lin教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年5月13日(月)に東京大学 本郷キャンパス(薬学部)にて開催されたW…

【26卒】太陽HD研究開発 1day仕事体験

太陽HDでの研究開発職を体感してみませんか?私たちの研究活動についてより近くで体験していただく場…

カルベン転移反応 ~フラスコ内での反応を生体内へ~

有機化学を履修したことのある方は、ほとんど全員と言っても過言でもないほどカルベンについて教科書で習っ…

ナノ学会 第22回大会 付設展示会ケムステキャンペーン

ナノ学会の第22回大会が東北大学青葉山新キャンパスにて開催されます。協賛団体であるACS(ア…

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