課題番号 ：S-17-NM-0017
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：超分子ポリマーに関する研究
Program Title (English) ：Investigation of supramolecular polymers
利用者名（日本語） ：福井智也
Username (English) ：Tomoya Fukui
所属名（日本語） ：筑波大学大学院数理物質科学研究科
Affiliation (English) ：Graduate School of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba

１．概要（Summary）
　自然界では、自由エネルギーだけでは説明のつかない複雑な構造や機能が創発される。近年、超分子化学においても、集合体形成における速度論的挙動が注目を集めており、時間発展する超分子システムがいくつか報告されてきている。これまでに我々は、準安定状態の超分子集合体が、ナノシートもしくはナノファイバーへ「分化」する現象を発見し、それを制御することに成功している。本研究では、複数の分子から構成される超分子システムにおける、超分子集合体の分化現象について検討を行った。

２．実験（Experimental）
　化合物の同定、および、超分子集合体の評価は、以下に記す分子・物質合成プラットフォームの共通機器をもちいて行った。
・NMR : 1H NMRおよび13C NMRの測定を行った。
・FT-IR : 超分子集合体をメチルシクロヘキサンに分散させ、KBrセルをもちいてFT-IRの測定を行った。

３．結果と考察 （Results and Discussion）
分子5と6の混合系における超分子集合体の分化現象について検討した(Fig.1)。分子5のナノ粒子は、数時間の誘導期ののち、ナノファイバーへ形態転移する。一方、分子6のナノ粒子は、ナノファイバーもしくはナノシートへ時間発展的に分化する。興味深いことに、分子5と6が共集合した準安定状態のナノ粒子は、ナノファイバー状共集合体のみへ形態転移することが明らかとなった。分子5が僅か5 %しか存在しない場合においても、ナノシートへの分化は全く誘導されなかった。種々の測定から、混合系において、ナノシートの核形成過程は阻害されるが、ナノファイバー形成過程は阻害されないことが示された。本研究から、複数分子の混合系においては、複数の平衡が時間軸上で交錯することにより、超分子集合体の分化経路が決定されていることが明らかとなった。

Fig.1 (a)分子構造 (b)混合系における超分子集合体の分化現象

４．その他・特記事項（Others）
竹村太郎様、服部晋也様、李潔様におかれましては、NMR装置、FT-IR装置、共焦点レーザー顕微鏡の使用方法の説明やメンテナンス等、様々な場面で丁寧にご対応していただきました。この場を借りて御礼申し上げます。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) T. Fukui, M. Takeuchi, K. Sugiyasu, Sci. Rep., 2017, 7, 2425.

６．関連特許（Patent）
なし。