도쿄 공업 대학의 카지야 타카시 특임 준 교수, 후쿠시마 타카노리 교수 등의 연구 그룹은 키랄 분자(주)가 단결정과 같은 규칙 구조를 가지는 액적을 자발적으로 형성, 한층 더 구조 질서를 무너뜨리지 않고 한 방향으로 회전하면서 흐르는 현상을 발견했다.이번 성과는 물질구조과학연구소, 이화학연구소, 도호쿠대학, 주식회사 JEOL RESONANCE, 도쿄대학과의 공동연구에 의한 것이다.
연구 그룹은 "트리페닐렌 헥사카르복실산 에스테르"라는 물질에 키랄 측쇄를 도입한 유도체를 합성하고, 그 상전이 거동과 집합 구조를 조사했다.이 물질의 중간상(기체·액체·고체의 중간에 존재하는 상)에서는 V자형이나 직사각형을 종횡으로 연속해서 조합하여 만들어지는 「헤링본 구조」의 XNUMX차원 시트가 쌓여 마치 단결정과 같이 삼차원 구조를 형성했다.그 규칙 구조 형성 능력은 적어도 수 밀리미터로, 분자 스케일에서는 "초"장거리의 구조 질서가 자발적으로 조립되었다고 볼 수 있는 것이었다.
이 액적상 물질은, 기판을 세우면 하방향으로 흐른다는 유동성을 나타내고, 흘러내리는 과정에서도, 액적 중의 구조 규칙성은 전혀 손상되지 않았다.상세한 검토에 의해 「굳어지려는 성질」과 「흐르려고 하는 성질」이 절묘한 밸런스를 유지하고 있는 것이 판명.또한, 흘러내릴 때, 액적이 한 방향으로 회전, 그 회전 방향은 트리페닐렌에 도입한 측쇄의 킬러리티(R체인지 S체인지)로 정해지는 것도 알았다.
이번에 발견한 물질은 결정, 액정, 액체 중 어느 것도 아닌 상식을 뒤집는 물질로 분자의 키랄성과 분자의 거시적 집단운동의 상관관계에 관한 새로운 지견을 주는 것.앞으로는 메커니즘의 해명에 의해 새로운 분자 집합체에 관한 물리 화학의 개척과 고기능 유기 재료의 혁신이 기대된다.
(주) 왼손과 오른손과 같이, 그 거울상과 겹칠 수 없는 키랄리티(장성)라고 하는 성질을 가지는 분자.
논문 정보:【Nature Materials】Chiral crystal-like droplets displaying unidirectional rotational sliding
