自己組織化による新規ナノ素材の開発～鎖状、環状多糖を利用したナノ構造と機能の制御術～ -1,3-グルカン（鎖状多糖） 遺伝子キャリア バイオセンサー DNA，RNA K. Sakurai et al., J. Am. Chem. Soc., 122, 4520-4521 (2000). Denature DMSO or NaOH キノコ（スエヒロタケ）由来 不斉誘導一次元のキャビティ共役高分子三重らせん Renature H2O or HCl シゾフィラン (SPG) 可逆的 酸化還元制御一本鎖 S. Haraguchi et al., Chem. Eur. J., 15, 11221-11228 (2009). 一本鎖 水溶化 高次組織化カーボンナノチューブらせん形成能を有し、様々な機能性材料を包み込むこと（包接）が可能カードラン(Cur) 円偏光発光一次元のナノ構造をもった機能性新素材を提供 ナノコンテナ M. Numata et al., J. Am. Chem. Soc., 127, 5875-5884 (2005). Y. Tsuchiya et al., Angew. Chem. Int. Ed., 49, 724-727 (2010). 鎖状多糖との複合化により発現する新機能光学特性電気化学特性 PEDOT-S単体らせん構造を mPFS/SPGらせん複合体モデル形成 50 電位（v.s. Ag/AgCl) SPGと混合 mPFS 40 CPL/mdeg 外部刺激応答性 30 0.05 V PEDOT-S ランダムコイル酸化状態 PEDOT-S/SPG複合体共らせん Cur-oeg 平面らせん状高分子複合体ねじれ構造が安定化 (抗酸化性を附与) 共役高分子の酸化還元特性を制御可能 0.3 V 耐酸化材料 20 高安定トランジスタ溶液色 S. Haraguchi et al., Chem. Commun., 6086-6088 (2009). 45 0 らせん多糖によるラッピング 5 400 Wavelength/nm 円偏光発光 450 外部刺激フィルム蛍光 /C 85 10 350 PT1 溶媒蒸気外部刺激に依存した色や発光の変化多糖でのラッピングによるキラリティーの誘起共役高分子に新たな機能特性を付与する手法として有効キラルセンサーディスプレイ光源 T. Shiraki et al., Chem. Asian. J., 9, 218-222 (2014). 分子温度計有害物検知センサ遠隔操作デバイス T. Shiraki et al., J. Am. Chem. Soc., 132, 13928-13935 (2010). 環状多糖を利用したメタロ超分子ポリマーによる不斉認識 D. Yoshihara et al., Chem. Eur. J., 19, 15485-15488 (2013). 金属イオンとして磁気的、光学的な物性発現が期待されるTb(III)を利用原子間力顕微鏡による形態観察 a-CD非存在下で金属イオンを添加 5.67 nm Tb(NO3)3∙5H2O 架橋型配位子 L 球状の凝集体 L/a-CD複合体をTb(III)が架橋 L ： ≡ 1 2 a-シクロデキストリン(a-CD) Tb(NO3)3∙5H2O メタロ超分子ポリマー a-CD (D-グルコース6分子からなる環状多糖で有機分子を包接可能) 0.00 nm a-CDにLを内包させた後に金属イオンを添加赤矢印のポリマーは直径が1.0-1.5 nm →各々のポリマーが孤立して存在しているシクロデキストリンに架橋型配位子を内包させた後、金属イオンを加えることで一次元ポリマー構造を選択的に形成可能 Tb(III)超分子ポリマーの不斉認識能不斉認識機構 L-酒石酸認識する化合物としてTb(III)に配位可能なD-/L-酒石酸を使用発光スペクトルメタロ超分子ポリマー L-酒石酸を添加 D-酒石酸を添加円二色性スペクトルメタロ超分子ポリマー L-酒石酸を添加 D-酒石酸を添加 D-酒石酸 Tb(III)周りに対する立体障害 L-酒石酸 < D-酒石酸 Tb(III) L-酒石酸のほうが立体的にTb(III)に配位しやすいことで発光や円二色性の違いが生じた D-/L-酒石酸の間で発光強度や円二色性シグナルの明確な違いが見られた →ポリマー中のTb(III)が不斉認識部位として機能環状多糖が有する包接能を利用することでキラルセンサーや光学、磁気材料になり得る新規材料が創製可能に