京大など、連結分子の並びを巧みに制御できる高分子合成法を開発
発表日:2018年1月23日
連結分子の並びを巧みに制御できる高分子合成法を開発
～DNAのように分子情報を転写～
■ポイント
○モノマー分子の配列繰り返し構造が精密に制御された高分子材料を作り出すことに成功しました。
○エレクトロニクスや医療分野に応用可能な機能性高分子材料の開発につながる成果です。
○超高密度記録媒体システムとしての展開も期待されます。
京都大学の研究グループは、名古屋大学の研究グループと協力し、分子でつくるナノサイズの空間を利用することで、モノマー分子注1）の並び方を制御できる新しい高分子合成法を開発しました。
DNAやタンパク質のような、連結モノマー分子の順序が完全に規定された生体高分子は、酵素の持つ内部空間が鋳型として機能することで合成されています。植村 卓史 京都大学 大学院工学研究科 准教授、北川 進 京都大学 高等研究院 物質－細胞統合システム拠点（iCeMS=アイセムス）拠点長らの研究グループは、このような自然界の摂理を参考にし、多孔性金属錯体（PCP）が有するナノ空間内にモノマー分子を周期的に配置・固定することで、モノマー分子の配列繰り返し構造が精密に制御された高分子材料を人工的に作り出すことに成功しました。モノマー分子の並び方を狙い通りに制御できるため、エレクトロニクスや医療分野に応用可能な機能性高分子材料の開発につながります。さらに、分子レベルの情報を正確に転写できることから、超高密度記録媒体システムとしての展開も期待されます。
[研究プロジェクトについて]
・科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業（CREST）
研究領域:「超空間制御に基づく高度な特性を有する革新的機能素材等の創製」（研究総括:瀬戸山 亨）
「テーラーメイドナノ空間設計による高機能高分子材料の創製」
研究代表者:植村 卓史（京都大学 大学院工学研究科 准教授）
・文部科学省 科学研究費助成事業 新学術領域研究（配位アシンメトリ）
＜背景＞
モノマー分子がいくつも鎖状に連なった高分子は、自動車などの部品、医療器具、繊維、樹脂材料などに用いられ、我々の生活に欠かせない材料となっています。昨今では高分子材料のニーズがいっそう高度化・多様化しているため、単一のモノマーだけではなく、2種類以上のモノマーを連結させることで、物性の大幅な改善や新しい機能を有する材料の開発が行われています。しかし、通常の高分子合成では、フラスコや反応釜といったモノマー分子に比べてはるかに大きい反応容器を使うため、モノマーが容器内で自由に動いてしまい、その反応順序を制御することは非常に困難です。そのため、得られる高分子の鎖の中では、モノマー分子が無秩序に連結されてしまい、効率よく機能を発揮することができませんでした。特に高分子材料として最も広く利用されているビニル高分子は、モノマーの配列制御が長年の課題でした。
一方、生体系では核酸やタンパク質のようにモノマーユニットの並び方が厳密に制御された高分子が自然に生み出されています。このような精巧な高分子合成の鍵となるのは、酵素という組織化されたナノ空間内でDNAが持つ分子情報を正確に転写・翻訳しているところです。つまり、ナノスケールの空間にモノマーの配列情報を組み込み、それを鋳型として合成した高分子を的確に取り出すことができれば、望みのモノマー配列を持った高分子を自在に創出できるということを自然が教えてくれています。
※以下は添付リリースを参照
リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。
添付リリース
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