2023.09.04
“サンドイッチ”分子からなるナノカプセル
電子の授受でカプセル構造の集合と分散を操る
東京工業大学 物質理工学院 応用化学系の遠山和希大学院生（博士後期課程1年）、同 科学技術創成研究院 化学生命科学研究所の田中裕也助教と吉沢道人教授は、サンドイッチ型分子「フェロセン」の殻を持つナノカプセルの新構築法を開発した。このカプセルを利用することで、平面状分子や球状分子の簡便な内包に成功した。また、電子不足分子の内包で、特異な近赤外吸収帯が出現した。さらに、このカプセルは電子の授受により分散と集合を制御することができ、その外部刺激で内包分子の放出にも成功した。本研究成果は、フェロセンカプセルによる新たな刺激応答性材料への展開が期待される。
フェロセンは鉄イオンを有機分子で挟んだサンドイッチ型の有機金属化合物で、高い酸化還元反応性から機能性電子材料の骨格として注目されている。フェロセンを精密に集合させることで、新たな電子機能や空間機能が期待されるものの、そのような高集合化した構造の合理的な構築手法は未開拓であった。本研究では、新たにフェロセンを持つ湾曲型の両親媒性分子を設計・合成した。この分子が水中で瞬時に集合することで、高密度なフェロセンの殻を持つナノカプセルの形成に初成功した。また、このカプセルの内部空間は、水中で平面状分子や球状分子を効率良く取り込むことできる。特に電子不足な分子を内包することで、カプセルとの効果的な電荷移動相互作用に基づく近赤外吸収帯（650～1,350 nm）を示した。カプセルは電子の授受で、その構造の分散と集合を制御することが可能であり、内包分子の放出とともに近赤外吸収帯の解除にも成功した。
これらの研究成果は、欧州の主幹化学雑誌Angewandte Chemie（アンゲヴァンテ・ケミー）にオープンアクセスで掲載された（オンライン版：7月5日、冊子版：印刷中）。
