無機ナノ粒子が集まると、その配列の仕方によって光学的・磁気的特性が変化します。したがって、無機ナノ粒子の配列構造を自在に制御できれば、配列に起因した物性の制御にもつながります。
東北大学 多元物質科学研究所の佐藤梨奈 大学院生（研究当時: 同大学院環境科学研究科、現: 物質・材料研究機構 ICYS研究員）、同大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センターの蟹江澄志教授らの研究チームは、金ナノ粒子表面に結合させた有機分子の温度や圧縮に応答したわずかな変化を観測し、それが粒子集団全体の並び方を変えるという、新たなナノ粒子配列メカニズムを明らかにしました。 本研究チームは、温度応答性分子を含む2種類の有機分子で表面を修飾した金ナノ粒子を空気／水界面に展開し、温度上昇や圧縮に伴って、島状、鎖状、網目状へと配列が柔軟に組み変わる液体様挙動を見出しました。さらに、表面の2種類の有機分子がナノ粒子上で自発的に再配置し、粒子形状に見かけ上の異方性を生むことで、集団全体の配列変化を駆動することを明らかにしました。
本成果は、分子レベルのごく小さな変化を起点として、ナノ粒子集団の配列を動的に制御できることを示したものであり、今後は外部環境に適応可能なスマート表面として、バイオ・医療分野やマイクロ流体デバイスへの応用が期待されます。
本研究成果は、2026年5月1日付（現地時間）で学術誌Journal of the American Chemical Societyに掲載されました。