Supramolecular Chemistry at Interfaces: Origin and Future

Abstract

基本的に、界面科学と超分子化学は密接な間柄にある。 超分子化学の一つの主要産物である分子集合体の表面で は様々な界面現象が起こり、逆に界面環境のような制限 空間では異方性のある集合体などが様々な超分子構造を 産み出す。最近では、そこに配位化学も加わって、配位 結合を介した超分子集合体を界面で形成することによっ て、二次元性のナノ空間や規則ナノ構造を作成する手法 が報告されてくるようになった。例えば、Talham らは、 気-水界面における両親媒性のペンタシアノフェレート 錯体の単分子膜に下水相からニッケルイオンを配位させ ることによって、シアノ基でブリッジされた鉄とニッケ ルの格子状の錯体形成を二次元的に展開している 。北 川らは、カルボキシル基を四つ持つポルフィリン分子と 銅イオンとの間の配位結合を介して、気-水界面上に配 位高分子構造を作成し、さらにそれを Layer-by-Layer 構 造に積み上げられることを示した 。最近、西原らは、 三官能性のジピリンリガンドと亜鉛イオンとの間の柵体 系性錯体形成によるナノシート構造の作成を報告してい る 。これらの例は、分子間相互作用や錯体形成という 分子レベルの超分子化学や錯体化学を界面という異方性 のある場で展開することによって構造制御された物体を 得るという、ボトムアップ型の機能物質作製の典型例と いえる。 このように、超分子化学と界面科学の融合は、機能性 ナノ構造体を開発する上で大きな益があると考えられて いる。実は、そのようなファッショナブルで先端的な展 開ばかりではなく、界面における超分子化学は、生物現 象の根本的な理解や有機分子の機能探求における考え方 の見直しなど、基礎科学に深く根ざした面が、特に重要 なのである。本稿では、我々や関連の研究者達がなして きた「界面の超分子化学」をその始まりから将来展望ま でを簡単に解説したい 。