糖心破解版

フタロシアニンはその特徴的な构造によって発色?蛍光特性を示すことから涂料や记録メディアとして汎用され、最近は発光材料としても注目されている人工合成分子である。フタロシアニンは直径が1ナノメートル（10亿分の1メートル）と小さく、四角い板状の形をしており、その一种である贬₂笔肠は、内部の水素の位置の移动による“互変异性化”という反応を示す。これまで贬₂笔肠の互変异性化は、室温、结晶中では1秒间に10万回という高い频度で起こることが実験で証明されていた。他方、孤立した贬₂笔肠のコンピューターシミュレーションでは、互変异性化が非常に遅いと予测されていたが、実験的に証明されたことはなかった。

© 2014 池田　朋宏
光学顕微镜によるデフォーカス1分子蛍光イメージング法を用いたフタロシアニン1分子の互変异性化の可视化（概念図）。

东京大学大学院工学系研究科応用化学専攻の池田朋宏特任研究员、野地博行教授は、自然科学研究机构冈崎统合バイオサイエンスセンターの饭野亮太教授（2014年5月まで、东京大学大学院工学系研究科　准教授）と共に、今回、孤立した一つの贬₂Pc 分子の互変異性化の速度を計測することに成功し、その速度が理論計算の予測と一致して数秒に1回と非常に遅いことを明らかにした。

确认された遅い互変异性化は、分子メモリや分子スイッチを実现する上で必要な条件「1分子に2状态が存在し、それらを区别できる」を満たしている。今后、化学修饰で互変异性化をさらに遅くし、电圧や光などの外部刺激で任意のタイミングで互変异性化させる方法を开発することができれば、分子1个が1ビットのメモリとして働く「分子メモリ」を作れる可能性も高まる。贬₂Pcを基板上に密に並べることによって、将来的に1平方センチメートルあたり13テラバイトの記録能力を持つ高機能な材料も実現できる可能性が期待される。 なお、本研究の成果はその重要性が認められ、Chemical Communications誌の表紙に採用された。

论文情报

Tomohiro Ikeda, Ryota Iino, and Hiroyuki Noji,
“Real-time fluorescence visualization of slow tautomerization of single free-base phthalocyanines under ambient conditions”,
Chemical Communications Online Edition: 2014/5/20, doi: 10.1016/j.stemcr.2014.04.016.

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