界面のキラリティと二次元材料を組み合わせた新規機能性物質への展開

キラル分子を単結晶電極表面のような原子レベルで平坦な表面に固定化すると、エナンチオ選択的なキラル分子や生体分子の吸着が起こることを見出しました。本研究では、グラフェンやナノシートのような原子レベルで平坦な二次元ナノ材料とキラル分子を組み合わせて複合化したり分子修飾することで、新たな機能材料の創成を目指します。

キラルアミノ酸をAu(111)電極上に固定化すると、表面のキラルアミノ酸のキラリティに応じて、溶液中のキラル分子がエナンチオ選択的に吸着することがわかってきました。生体内の分子はホモキラルであることが知られており、蛋白質や酵素でもエナンチオ選択的吸着を見出しています。

また、グラフェンのような二次元ナノ材料は、特異な電子構造を有しており、様々な材料に応用されつつあります。当研究室では、グラファイトから作る粉体としてのグラフェン以外に、金属表面上に化学気相成長（CVD）により合成する単層グラフェンの機能化にも取り組んでいます。酸化グラフェンとして大量に分散できる還元型酸化グラフェン（RGO）は電極触媒の担体に、CVDグラフェンは分子修飾により機能材料化することを目指しています。

これら原子レベルで平坦な二次元ナノ材料とキラル分子を組み合わせた材料による新たな機能材料の開発が今後重要になると考えています。