無機層状物質の2Dナノ空間で選択的に物質を見つけ、知らせる
笹井 亮(島根大学)

私たちの研究室は2009年12月1日にできたほやほやの研究室です。前所属でこれまで進めてきた研究(層状無機−発光性色素ナノハイブリッドの創製とその応用)を今後さらに発展させていくための研究を進めています。イオン交換性を示す多くの層状無機化合物は、積層した無機層間の距離を比較的自由に広い範囲で可変できることから、物質の大きさや形によらず様々な物質をその層間に取り込んだ“層状無機−有機ナノハイブリッド”を作製できます。さらに、2Dナノ層空間に取り込まれた物質は、イオン交換サイトとの静電的な相互作用に束縛されながら、ナノ層空間で熱的に最も安定な規則構造をとることが知られています。この2Dナノ層空間に形成される規則構造の形成機構を解明し、それに基づいて規則構造を能動的かつ精緻に設計・制御できれば、2Dナノ層空間特有の機能や現象を高効率に発現できるようになります。

 私たちは最近、スメクタイト、層状複水酸化物や層状金属酸塩の層間に直鎖アルキルを有する両親媒性化合物とともに易会合性のXanthene系色素を複合化することで、Xanthene系色素一分子が本来有する発光特性を固体状態で最大限に引き出せることを発見しました。これは、Xanthene系色素同士の相互作用を両親媒性化合物により抑制するような規則構造が2Dナノ層空間で形成されるためです(図1)。2Dナノ層間の大部分が占める両親媒性化合物の組織化構造は、様々な揮発性分子を吸着する特性を有することが知られています。私たちが作製したナノハイブリッドは、吸着した分子種によっては同時に取り込まれているXanthene色素の発光特性変化を誘発する場合があることを発見しました(図2)。これは、この材料が分子発光センサーの素材としての可能性を秘めていることを示しています。現在、この物質系にさらに分子認識能を加えるための様々な研究開発を進めています。

図1
図2


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