ナノ科学：アミノ酸やペプチドに誘導されるキラルプラズモニック金ナノ粒子の合成
Nature 556, 7701 doi: 10.1038/s41586-018-0034-1
多くの生化学反応においてエナンチオ選択性が見られ、非常に優れた光操作能（偏光制御、負屈折率、キラルセンシングなど）を有するキラルメタマテリアルが最近開発されていることから、分子のキラリティー、すなわち対掌性の理解が重要になっている。リソグラフィーや分子自己集合などのナノファブリケーション技術を用いてキラルナノ構造体が作製されているが、大規模かつ簡便な三次元キラル構造体作製方法の実現はまだ困難である。この点に関して、キラリティー転写は、キラル形態を制御するより単純で効率のよい方法になる。マイクロメートルサイズのらせん状セラミック結晶への分子のキラリティーの転写を報告した研究はいくつかあるが、こうした方法は、数百ナノメートルサイズの金属ナノ粒子にはまだ適用されていない。今回我々は、アミノ酸やペプチドを用いてキラルな金ナノ粒子を合成し、金ナノ粒子の光学活性、対掌性、キラルプラズモン共鳴を制御する手法を開発した。こうしたキラル構造体を実現するための重要な必要条件は、成長中のナノ粒子に「キンク」部位が存在することによって本質的にキラルとなる高ミラー指数面（{hkl}、h ≠ k ≠ l ≠ 0）が形成されることである。無機ナノ粒子表面にもアミノ酸やペプチドにもキラルな構成要素が存在することによって、これらの要素間の界面でエナンチオ選択的相互作用が生じる。そして、こうした相互作用が、ナノ粒子の非対称性の進化と、高度にねじれたキラル要素からなるらせん形態の形成につながる。成長させた金ナノ粒子は、溶液中にランダムに分散させても強いキラルプラズモニック光学活性（非対称要素0.2）を示した。この観測結果は、理論計算と、巨視的色変換の直接可視化によって裏付けられた。我々は、今回の手法がプラズモニックメタマテリアル用の三次元キラルナノ構造体の合理的な設計と作製に役立つと予想する。
