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ナノスケール材料：開チャネル金属粒子超格子
Nature 611, 7937 doi: 10.1038/s41586-022-05291-y
分子前駆体から多孔質結晶を作製する方法は大きく進歩したものの、10～1000 nmの長さスケールにわたってトポロジー的に多様な多孔質コロイド結晶を設計・作製する一般的な方法はない。このサイズ範囲で多孔性を制御できれば、そうした材料の分子吸収や分子貯蔵、分離、化学センシング、触媒特性や光学特性の目的に合わせた調整が可能になると思われる。今回我々は、10～1000 nmの細孔を有する金属開チャネル超格子を、DNA修飾した中空コロイドナノ粒子（NP）から合成する普遍的な方法を報告する。中空NPの幾何形状とDNA設計を調整することで、結晶の細孔の幾何学的性質（細孔のサイズと形）とチャネルのトポロジー（細孔相互のつながり方）を調整できる。中空NPの集合は、面と面ではなく、縁と縁のDNA–DNA相互作用によって駆動される。今回の研究からは、この集合形式を説明する2つの新しい設計規則が明らかになり、こうした規則を用いて、結晶対称性、チャネルの幾何形状、トポロジーを制御した、12通りの開チャネル超格子が合成された。これらの開チャネルは、適切なサイズのゲストや、相補的なDNAで修飾されたゲスト（例えばAuのNP）によって選択的に占有され得る。
