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なぜ三脚型分子は固体表面上できれいに並ぶのか？
―トリプチセン有機薄膜の自己組織化メカニズムを分子動力学で解明―
北里大学未来工学部の渡辺豪教授、同大学大学院理学研究科修士課程の新田海統さん（研究当時）、東京科学大学総合研究院自律システム材料学研究センターの福島孝典教授、同大学総合研究院化学生命科学研究所の庄子良晃准教授の研究チームは、三脚型トリプチセン分子が薄膜を形成するときに、膜の厚みやトリプチセン分子の種類、さらには固体基板があるかどうかによって、分子の並び方にどのように影響するかを全原子分子動力学（MD）シミュレーションで明らかにしました。
今後、有機エレクトロニクス分野のキーマテリアルである有機分子、特に有機半導体分子が、固体表面のみならず物質循環を志向した高分子表面との界面で結晶薄膜を形成するプロセス、構造安定性を解析する上で本研究が提案した手法が大きな役割を果たすことが期待できます。
本成果は、３月26日付で英国王立化学会の学術誌「Nanoscale Horizons」に掲載されました。
今後、有機エレクトロニクス分野のキーマテリアルである有機分子、特に有機半導体分子が、固体表面のみならず物質循環を志向した高分子表面との界面で結晶薄膜を形成するプロセス、構造安定性を解析する上で本研究が提案した手法が大きな役割を果たすことが期待できます。
本成果は、３月26日付で英国王立化学会の学術誌「Nanoscale Horizons」に掲載されました。
ポイント
・プロペラ状骨格をもつ三脚型トリプチセン誘導体の自己組織化薄膜について、全原子分子動力学（MD）シミュレーションにより、表面上での分子配向と秩序化の「動的プロセス」を分子レベルで初めて可視化・解明
・分子が厚く積み重なったバルク相では分子の向きが互い違いに配向する「反平行配向」が安定であるのに対し、超薄膜相では固体表面の影響で分子の向きが揃う「平行配向」へと優先的に切り替わるメカニズムを発見
・熱アニーリングによる「段差状構造から平坦（へいたん）な膜への自己修復」および高秩序化の過程を再現し、そのメカニズムを定量的に実証
・置換基パターンが膜の安定性を左右することを突き止め、高性能な有機薄膜デバイス開発に向けた合理的な“分子設計指針”を提示
本研究の概要図
論文情報
【掲載誌】Nanoscale Horizons
【論文名】Molecular Dynamics Insights into Orientation and Hexagonal Ordering of Tripodal Triptycenes on Solid Surfaces
【著 者】Kaito Nitta, Yoshiaki Shoji, Takanori Fukushima, and Go Watanabe
【ＤＯＩ】10.1039/d5nh00837a
問い合わせ先
研究に関すること
北里大学 未来工学部 データサイエンス学科
教授 渡辺 豪（わたなべ ごう）
e-mail：go0325“AT”kitasato-u.ac.jp
教授 渡辺 豪（わたなべ ごう）
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報道に関すること
学校法人北里研究所 広報室
〒108-8641 東京都港区白金5-9-1
TEL：03-5791-6422
e-mail：kohoh“AT”kitasato-u.ac.jp
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