キラル半導体ナノ結晶のキラリティー制御と超階層キラリティー転写

手性半导体纳米晶的手性控制和超分级手性转移

• 批准号: 20J15270
• 负责人: 久野 純平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15270/
• 关键词: キラリティー転写; 半導体ナノ結晶; 硫化水銀; 円偏向発光; 不斉光反応

本研究ではキラルな硫化水銀ナノ結晶(α-HgS NCs)を鋳型とした人工ferritin型キラル空間テンプレートによる、キラルコアを有する半導体ナノ結晶の合成を目的とした。空間テンプレートは高分子を用い、そのモノマー分子をα-HgS NCs表面上に非対称配列させることで、得られるテンプレートにキラリティーを付与する。しかし、これまで無機NCsから表面分子へのキラリティー転写は数例に留まり、その学理は不十分であった。今年度、まずα-HgS NCsから表面分子へのキラリティー転写を試みた。発光性分子をNC表面に配位子交換により導入することで、α-HgS NCsのキラリティーが配位子に転写され、円偏向発光を示した。α-HgS NCsは結晶構造とNC形状の二つの階層のキラリティーを有しており、本研究はキラリティーの異なる4つのNCsを調製し、円偏向発光特性を評価した。その結果、形状のキラリティーが表面配位子に転写されていることを明らかにした。本成果はキラル無機NCとアキラル発光分子という円偏向発光を示す複合材料を創出しただけでなく、無機NCから配位子へのキラリティー転写の学理を大きく発展させた。異なる発光性配位子を検討するために2-アミノアントラセンを導入した。しかし、2-アミノアントラセンが隣接分子間で光反応を示し、NC表面上で高分子を形成していることが示唆された。さらに、α-HgS NCsを選択的に分解及び除去することに成功し、アミノアントラセン高分子が光学活性を示した。光反応条件を検討し、光学活性を示す高分子を再現よく得られるようになった。高分子の光学活性はα-HgS NCsの形状キラリティーに依存し、得られた高分子はキラルな形状を有していると予想される。本成果はキラル形状を有するα-HgS NCs表面上でのキラル高分子テンプレートを調製可能であると示唆するものである。

在本研究中，我们的目的是使用手性硫化汞纳米晶体（α-HgS NCs）作为模板，使用人工铁蛋白型手性空间模板合成具有手性核的半导体纳米晶体。空间模板使用聚合物，通过将其单体分子不对称排列在 α-HgS NC 表面，赋予所得模板手性。然而，到目前为止，从无机NCs到表面分子的手性转移的案例还很少，而且其背后的理论还不够充分。今年，我们首次尝试从 α-HgS NC 到表面分子的手性转移。通过配体交换将发光分子引入到NC表面，α-HgS NCs的手性转移到配体上，产生圆偏振发光。 α-HgS NCs具有两个手性层次：晶体结构和NC形状在本研究中，我们制备了四种具有不同手性的NCs并评估了它们的圆偏振发射特性。结果表明，形状的手性转移到了表面配体上。这一结果不仅创造了一种由手性无机NCs和非手性发光分子组成的具有圆偏振发光的复合材料，而且显着发展了从无机NCs到配体的手性转移理论。引入2-氨基蒽来研究不同的发光配体。然而，有人提出，2-氨基蒽在相邻分子之间表现出光反应，并在NC表面形成聚合物。此外，我们成功地选择性分解和去除α-HgS NCs，并且氨基蒽聚合物表现出光学活性。在检查光反应条件后，我们能够重复地获得光学活性聚合物。聚合物的光学活性取决于α-HgS NCs的形状手性，并且所得聚合物预计具有手性形状。这一结果表明可以在具有手性几何形状的α-HgS NCs 表面制备手性聚合物模板。

项目成果

Enhanced Enantioselectivity in the Synthesis of Mercury Sulfide Nanoparticles through Ostwald Ripening

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c02409
• 发表时间: 2020-10-13
• 期刊: CHEMISTRY OF MATERIALS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Kuno, Jumpei;Miyake, Kazuhiro;Nakashima, Takuya
• 通讯作者: Nakashima, Takuya