Letter 化学：界面張力のキラル制御による再構成可能な自己集合 2012年1月19日 Nature 481, 7381 doi: 10.1038/nature10769 分子キラリティーは、単純な分子結晶の光学特性の決定から、非常に複雑な脊椎動物で優先される対掌性の確立に至るまで、合成物質や生体物質の両方について、その構造特性、機械的特性、光学特性に、巨視的な長さスケールで大きな影響を及ぼす。両親媒性脂質や液晶などのソフトマテリアルでは、局所的なキラル相互作用と、自己集合構造体の形状によって課される全体的な制約との間での拮抗によって、フラストレーションや独特な物質の集合形成が起こる。特に関心が持たれている例がスメクチック液晶で、この二次元層状形状ではねじれが維持されず、その結果として超伝導体による磁場の排除に似た形でキラリティーが端に追いやられる。本論文では、この幾何学的フラストレーションの影響が、キラル分子を集合させるための新しい設計原理につながることを示す。コロイド膜モデル系を用いて、多成分混合体の重要特性である界面張力が分子キラリティーによって制御できることがわかった。このことは、二次元膜の端に追いやられるキラルねじれと、油–水界面に追いやられる両親媒性界面活性物質との類似性を示唆している。界面活性物質と同様に、界面張力のキラル制御によって、直線や円形のトポロジーを持つねじれリボン、ヒトデ状の膜、二重らせんや三重らせんなどの多くの多形集合体の形成が促される。分子キラリティーをin situ調節することで、線張力の動的制御が可能になり、さまざまなキラル構造体間の多形転移を起こすことができる。これらの知見は、移動、伸長、相互付着、複数のコンホメーション状態間の変換が容易にでき、再構成可能なキラル物質集合体を実現する一般的戦略の概要を示しており、したがって、複雑なトポロジーを持つ非常に動的で設計性の高い材料の正確な集合形成やナノ整形を可能にするだろう。 Full Text PDF 目次へ戻る
