東京工業大學梶谷隆史教授和福島剛典教授的研究小組在不打亂結構順序的情況下,自發形成了像手性分子單晶一樣結構規則的液滴(注)。我發現了單向旋轉流動的現象.該成果是與東北大學材料結構科學研究所、理化研究所、日本電子共振株式會社、東京大學共同研究的成果。
課題組合成了一種將手性側鏈引入一種名為“苯並六甲酸酯”的物質的衍生物,並對其相變行為和聚集體結構進行了研究。在這種物質的中間相(存在於氣、液、固之間的相)中,V形和矩形縱橫連續組合而成的二維“人字形結構”片層堆疊在一起,就好像它是一個單一的水晶。它形成了一個三維結構。它形成規則結構的能力至少為幾毫米,在分子尺度上,它可以被視為一種自發組裝的“超”長程結構秩序。
該液滴狀物質在基板豎立時呈現向下流動的流動性,即使在向下流動的過程中,液滴中的結構規則也完全沒有受損。詳細檢查表明,“凝固性”和“流動性”保持著微妙的平衡。此外,還發現液滴向下流動時會向一個方向旋轉,而旋轉方向由引入苯並苯的側鏈的手性(R體或S體)決定。
本次發現的物質是一種顛覆了它不是晶體、不是液晶、不是液體的常識的物質,對分子手性與分子微觀集體運動的相關性給出了新的認識。未來,預計機理的闡明將帶動與新型分子聚集體相關的物理化學的發展和高性能有機材料的創新。
(注)左右手等不能重疊在鏡像上的手性分子(手掌)。