金属ナノクラスター（metal nanoclusters）は分子と金属の間にあるナノスケールの材料で、特に原子構造と物理特性の関係を理解する上で重要な役割を果たしています。近年、有機配体で保護された金属ナノクラスターは、その精密な原子構造、魅力的な幾何学的特徴、そして潜在的な応用可能性から、研究者たちの関心を集めています。特にフラーレン様のトポロジーを持つ多層構造の金属ナノクラスターは、その高い対称性と安定性から研究の焦点となっています。しかし、非炭素元素で構成されるフラーレン構造は、安定性の問題から合成が難しく、関連する研究の進展は遅れていました。 本研究はこの課題に取り組み、新たな銀銅ナノクラスター Ag135Cu60 の合成を通じて、その構造と光学特性を探求し、ナノサイエンスと材料科学...

Borromean環（Borromean link）は、3つの独立したが互いに絡み合った環からなるトポロジー構造で、いずれかの環を切断すると他の2つの環が完全に分離するという特徴を持っています。この構造は美学的重要性だけでなく、分子トポロジーや超分子化学においても重要な研究意義を持っています。従来のBorromean環は通常、3つの同一のマクロ環から構成されますが、三量体金属ケージ（trimeric metallocages）に基づくBorromean環は比較的稀です。近年、超分子化学や配位化学の発展に伴い、研究者たちはボトムアップの合成戦略を用いてより複雑な分子トポロジー構造、特に金属ケージに基づくBorromean環を構築する方法を探求し始めています。 しかし、既存の研究は主に二量体金属...

学術的背景 遷移金属クラスター（transition metal clusters）は、その独特な構造と電子特性により、化学研究のホットトピックとなっています。クロム（Cr）は遷移金属の一つであり、特にそのクラスターは興味深いCr-Cr結合相互作用と多様な構造配列を示すため、注目を集めています。しかし、金属コアとリガンドの正確なマッチングが難しいため、多核Crₙ（n > 3）クラスターの合成は依然として挑戦的です。特に、平面Crₙ構造（n > 3）の実験的合成はこれまで実現されていませんでした。この空白を埋めるため、研究チームはZintlイオン合成ルートを用いて、Cr₅クラスターを分離・特性評価し、その芳香族性（aromaticity）がクラスターの安定性に重要な役割を果たすことを明らかにし...

酵素触媒反応において、近接効果（proximity effect）は一般的な現象であり、2つ以上の分子を近づけることで反応を引き起こします。この効果を実現するためには、活性中心に複数の結合部位が必要であり、反応前に反応物を事前に組織化（preorganization）することが求められます。この効果は酵素触媒で広く研究されていますが、主族元素化合物での応用はほとんど報告されていません。本研究は、この概念を主族化合物で実現することを目指し、特に三価アンチモン二価カチオン（[tpme2sb]2+）の合成と特性評価を通じて、その触媒反応における可能性を探求しました。 論文の出典 この論文は、Deepti Sharma、Annabel Benny、Alex P. Andrews、Thayalan R...

ウラン（Uranium, U）は、環境中に広く存在する放射性元素で、主に六価（U(VI)）と四価（U(IV)）の2つの酸化状態で存在します。酸化条件下ではU(VI)が主要な安定形態であり、還元条件下ではU(VI)がU(IV)に還元されます。この還元プロセスは、非生物的な経路（鉄や硫化物を含む鉱物など）または生物的な経路（細菌など）によって実現されます。特に、Shewanella属の細菌は、c型シトクロム（c-type cytochromes）を介して金属や放射性核種（例：U(VI)）に電子を伝達することができます。細胞内の電子伝達メカニズムは広く研究されていますが、外部の電子受容体（例：U(VI)）への電子伝達プロセスはまだ十分に解明されていません。 MtrCは、Shewanella細菌の外...

モリブデン（Molybdenum, Mo）は海洋中で最も豊富に存在する微量金属の一つであり、その異なる酸化還元条件下での挙動の違いから、古海洋の酸化還元条件の有効な指標として利用されています。特に、無酸素かつ硫化環境では、モリブデンの形態と挙動は酸化環境でのそれとは大きく異なります。しかし、硫化環境におけるモリブデンの固定化メカニズムは完全には解明されていません。これまでの研究では、硫酸塩還元細菌（Sulfate-Reducing Bacteria, SRB）がモリブデンを積極的に取り込み還元するか、またはその細胞表面を通じて鉄（Fe）に依存しないモリブデンの錯体形成と還元を誘導することで、モリブデンの固定化を促進する可能性が指摘されています。しかし、これらの生物学的経路の具体的なメカニズム...

磁気走性細菌（Magnetotactic Bacteria, MTB）は、磁気小体（magnetosomes）を生体鉱化する微生物です。磁気小体は膜で包まれた磁性ナノ結晶で、主に磁鉄鉱（Fe₃O₄）または硫鉄鉱（Fe₃S₄）で構成されています。これらの磁気小体は細菌の細胞内で鎖状または特定の方向に配列され、細菌に磁気双極子モーメントを与え、地球の磁力線に沿って方向運動を行う能力を提供します。この現象は磁気走性（magnetotaxis）と呼ばれます。磁気走性は、細菌が垂直な化学濃度勾配（通常は酸素勾配）の中で最適な位置を特定し維持するのに役立ちます。 磁気小体の磁性特性は、そのサイズ、形状、結晶配向、および空間配置によって決定され、これらの特性はナノ粒子の磁性を研究するための理想的なモデルと...

感染性創傷治癒促進のための多機能ハイドロゲルに関する新たな研究 現在の臨床環境において、感染性創傷、特に抗生物質耐性病原体による創傷は重大な課題となっています。これらの慢性または治癒が困難な創傷は、過剰な炎症、細菌バイオフィルムの形成、および抗生物質の効果低下によって治癒プロセスが遅延することが多いです。しかし、抗生物質療法や従来の創傷被覆材といった既存の治療法では、感染、抗生物質耐性、その他の組織再生に関連する問題を同時に解決することは困難です。このような背景から、多機能性ハイドロゲルはその細胞外マトリックスに類似した三次元構造により、高度な創傷被覆材としての可能性が注目されています。しかし、簡易かつ低コストでの製造条件下において、ハイドロゲルに抗菌、抗炎症、抗酸化、自己修復性や体内での生...

二次元相関赤外分光法技術を用いた新規サンドイッチ型タングステン酸化物クラスター化合物の識別 背景紹介 ポリオキソメタレート（Polyoxometalates, POMs）は、酸素配位結合によって遷移金属イオンを繋いだ金属-酸素クラスター化合物であり、触媒、光学、医療、磁気学など様々な分野で重要な応用価値を持っています。しかしながら、多様で複雑な構造を有するため、POM分子の分光特性はしばしば類似しており、その特性化および区別は困難を伴います。特に、単結晶X線回折法（Single Crystal X-ray Diffraction, SC-XRD）は解析に高品質な単結晶を必要とするため、多くのポリオキソメタレート化合物の合成において大きな課題となっています。 これまでの研究では、二次元相関分光...

背景と研究課題 金原子ナノクラスター（atomic gold nanoclusters, AuNCs）は、その粒径が通常2ナノメートルを超えず、優れた光物理特性を持つことから、生物医学、触媒、センサーなどの分野で近年大きな注目を集めています。これらの特性には、優れた触媒活性、調整可能な光発光、生体適合性、および無毒性などが含まれます。しかし、近赤外（near-infrared, NIR）発光プローブとしての応用研究で一定の進展が見られる一方で、この分野にはいまだ多くの課題が存在します。特に、NIR発光特性を持つ新型金ナノクラスターの設計と合成は困難です。また、発光性能に影響を与える要因は複雑で、粒子サイズ、表面リガンド、金属組成などの要因が密接に関連しています。 近年、「抗電鍍反応（anti...