分子マシンの運動、極小の力学操作で制御に成功
―簡便で省エネタイプの新たなナノ技術に
:物質・材料研究機構/英・ストラックライド大学(2015年6月18日発表)

 (国)物質・材料研究機構は6月18日、英国ストラックライド大学の研究者と共同で、分子マシンをごく小さな力学的エネルギーで簡単に動かせることを見出したと発表した。分子マシンの作動には通常光エネルギーや熱エネルギーが利用されているが、それよりも桁違いに小さいエネルギーですむ。分子マシンを動かす基盤技術になると期待される。

 

■柔らかい分子構造を精密に制御

 

 分子マシンは機械的な動きをするナノサイズの分子の集合体。研究チームは今回、ペンチの形(X形状)をした「ビナフチル分子」と呼ばれる分子の集合体を分子マシンとして用い、動作の様子などを調べた。

 ビナフチル分子は疎水性の部分と親水性の部分から成り、ペンチの握り部分が疎水性、挟む部分が親水性で、気体と水の界面では親水性の部分を水に漬けて向きをそろえて並び、単分子1層の集まりから成る単分子膜を形成する。

 この単分子膜に外から力学的エネルギーを加えて圧縮したり拡張させたりしたところ、ビナフチル分子のペンチの開き具合に対応する角度が変化し、ペンチが開閉する動きに似た運動をすることが分かった。

 通常、分子の機械を動かすのに使われる光や熱エネルギーは数十kcal/mol必要だが、今回用いた力学的エネルギーは1kcal/mol程度で、桁違いに小さかった。

 ここで用いた技術は、柔らかい分子構造を精密に制御する新しい方法であり、簡便で省エネルギーの新しいナノ技術となることが期待されるという。

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