キラルな光を用いたレーザー誘起核形成による結晶キラリティ制御

使用手性光通过激光诱导成核控制晶体手性

基本信息

批准号：
15J11361
负责人：
新家寛正
金额：
$ 1万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、円偏光を用いたレーザー誘起結晶化技術を用いて水溶液からキラル結晶化する物質の結晶キラリティ制御実現することを目的として、(1)塩素酸ナトリウム(NaClO3)水溶液への集光した可視集偏光レーザー照射によるキラル結晶化誘起(2)結晶化過程の偏光顕微鏡及びラマン光同時その場観察(3)結晶鏡像体異性過剰率を評価を行い、以下の知見を得た。1,気/NaClO3水溶液界面で銀ナノ粒子を、可視円偏光(波長532nm)を用いて光学捕捉することにより、銀ナノ粒子のない場合よりも効率的に集光点から核形成を誘起できることを示し、従来よりも精密な核形成の時空間制御が可能であることを示した。2,その場観察の結果、Agナノ粒子の表面プラズモンにより増強されたラマン散乱(SERS)光を放つ粒子の光学捕捉と同時に結晶化が誘起されることが分かった。Agナノ粒子の表面プラズモンによるによるなんらかの現象が結晶の核形成を著しく促進することが示唆された。3,上記手法により得られる両鏡像体の晶出回数におよそ25％の結晶鏡像体過剰率が見られることを明らかにした。キラル分子の不斉光合成でみられる鏡像体過剰率(一般的に0.5～2％程度)と比較して、本研究で得られる結晶鏡像体過剰率は著しく大きいことが分かった。本研究の成果は、光による物質キラリティ制御のボトルネックである、キラルな光-物質相互作用の左右非対称性の矮小さを表面プラズモン増強光場の活用により克服できる可能性を示すものである。

在本研究中，我们的目的是使用激光诱导结晶技术控制从水溶液中进行手性结晶的物质的晶体手性，该技术使用圆偏振光通过可见聚焦偏振激光照射诱导手性结晶 (2) 同时原位。使用偏光显微镜和拉曼光观察结晶过程并评估(3)晶体对映体过量，并获得以下发现。 1. 通过使用可见圆偏振光（波长 532 nm）在空气/NaClO3 水溶液界面处光学捕获银纳米颗粒，我们证明，与没有银纳米颗粒的情况相比，可以更有效地从焦点诱导成核。可以比以前更精确地控制时空成核。 2.原位观察的结果发现，Ag纳米粒子的表面等离子体激元在光学捕获发射增强拉曼散射(SERS)光的粒子的同时诱导结晶化。表明Ag纳米颗粒的表面等离激元引起的某些现象显着促进了晶体成核。 3.由上述方法得到的两种对映体的结晶数可知，观察到约25％的晶体对映体过剩率。与手性分子不对称光合作用中观察到的对映体过量（一般约为0.5%至2%）相比，本研究获得的晶体对映体过量明显更大。这项研究的结果表明，通过利用表面等离子体增强光场，有可能克服手性光与物质相互作用的左右不对称性，这是光控材料手性的瓶颈。