ナノスケール材料：界面活性剤ミセルによって誘導される対称性の高い極小無機ケージの自己集合

最近、DNA、RNA、タンパク質を集合させることで、生物学や医学への応用向けに、ケージ状の対称性の高い多面体形状のナノメートルサイズの物体（二十面体対称性を持つことが多い）が作製された。こうした成果は、プログラム可能な自己集合生体材料の開発が進んだことと、単一粒子のクライオ（極低温）電子顕微鏡像から三次元（3D）再構成像を作成し、生体複合体の高分解能構造評価を可能にする手法の急速な進歩に依存している。そうした単一粒子3D再構成法を適用した、対称性の高いケージ状形状の合成無機ナノ材料の特定はまだ成功していない。これに対し、今回我々は、クライオ電子顕微鏡法と単一粒子3D再構成を組み合わせて用いて、十二面体構造の極小（10 nm未満）孤立ケイ素ケージ（「シリケージ（silicage）」）の存在を示す。我々は、水溶液中においてケイ素の一次クラスターが、逆帯電した界面活性剤ミセル表面で配列することでそうした対称性の高い自己集合ケージが形成されるという機構を提案する。今回の発見は、ケイ素などの無機材料でできたナノスケールのケージをさまざまな先端的高機能材料の構成要素として用いる道を開くものである。

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