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環のすり抜けにより力を可視化する蛍光プローブ東京工業大学,科学技術振興機構,スイス フリブール大学

 東京工業大学,科学技術振興機構,スイス フリブール大学の研究グループは,「環状分子のすり抜け」を巧みに利用した,力を可視化する新しい分子ツールを開発したと発表した。
 力に応答して色変化などのアウトプットを示す分子骨格をメカノフォアと呼ぶ。なかでも,pNオーダーの力に応じて,段階的に異なるメカニズムで発光特性変化を示す超分子メカノフォアは,材料内部の複雑な応力変化を可視化する上で有益である。同グループは,ロタキサンを構成する環状構造と軸分子の末端にあるストッパー構造の大きさを巧みに調整することで,力によって環状構造がストッパーをすり抜けることを見い出した。環状構造には蛍光団が,軸分子には消光団が導入されている。これにより,同じ分子骨格から,共有結合を切断することなく,従来観察されていた瞬時かつ可逆的な蛍光のOn/Offスイッチのみならず,蛍光が消光状態から常にOn状態になる不可逆的な蛍光特性変化までも発現できることを明らかにした。このようなメカノフォアを用いれば,材料に印加される微小な力を多段階で評価できるようになる。

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