ポイント
- 炭素イオンの周りに6個の金(I)イオンが結合した金(I)イオンクラスターに銀塩を添加することで、銀(I)イオンの導入（合金化）と金(I)イオン数の減少を伴う、キラルな炭素中心金(I)-銀(I)合金クラスターのラセミ体が得られました。さらに、ホモキラルなカルボン酸を添加することで、不斉合金化に成功し、光学的に純粋な合金クラスターが形成されました。
- 上記の合金クラスターは、赤色から近赤外領域において長寿命のリン光発光を示しました。ホモキラルな合金クラスターは、円二色性や円偏光発光を示し、それらの結合の性質や発光のメカニズムは理論計算によって明らかになりました。
- 本研究は、異なる金属イオンの導入とエッチングによる不斉合金化に基づく、ホモキラルな合金クラスターの優れた合成法を提示するものであり、キラル発光ナノ材料の創出や光機能材料分野への応用への貢献が期待されます。
東京理科大学 研究推進機構 総合研究院の塩谷 光彦 教授、Pei Xiao-Li（ペイ・シャオリー） 助教、宇部 仁士 講師、自然科学研究機構 分子科学研究所 計算科学研究センターの江原 正博 教授（兼 総合研究大学院大学 教授）、Zhao Pei（ジャオ・ペイ） 特任助教、福州大学 化学学院（中国）のLei Zhen（レイ・ジェン） 教授、Liu Wen-Ting（リュウ・ウェンティン） 大学院生の共同研究チームは、炭素中心の金(I)イオンと銀(I)イオンからなるキラルな合金クラスターの合成、およびホモキラルなカルボン酸を用いた不斉合金化を達成し、これらのクラスターの赤色から近赤外領域における発光特性を明らかにしました。
具体的には、トリフェニルホスフィン配位子で保護された高い構造対称性を持つ炭素中心6核金(I)イオンクラスター（CAuI6）にトリフルオロ酢酸銀を加えることで、銀(I)イオンの導入と金(I)イオンのエッチングを介して、双四角錐反柱多面体構造を有する炭素中心金(I)-銀(I)合金クラスター（CAuI4AgI6）のラセミ体が得られることを見いだしました。さらに、ホモキラルなカルボン酸を添加することで、ホモキラルな合金クラスターを構築する不斉合金化に成功しました。これらの合金クラスターは、赤色から近赤外領域において、長寿命のリン光発光を示しました。ホモキラルな合金クラスターは、円二色性や円偏光発光を示し、それらの結合特性と発光機構は理論計算によって明らかにされました。
本研究は、異なる金属イオンの導入とエッチングによる不斉合金化に基づく、金属イオンクラスターの高効率かつ高選択的な合成法を提示するものであり、キラル発光ナノ材料の創出や光機能材料分野への貢献が期待されます。
本研究成果は、2026年6月5日（日本時間）に国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。
本研究は、日本学術振興会（JSPS）の科研費（JP22K14961、JP24K08443、JP24K17663、JP22H05133、JP21H05022）、文部科学省（MEXT）の科研費（JP16H06509）、科学技術振興機構（JST）の戦略的創造研究推進事業 CREST（JPMJCR22B2）による支援を受けて実施したものです。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（522KB）
＜論文タイトル＞
- “Asymmetric alloying for heterogeneous metal-ion clusters of chiral-at-carbon CAuI4AgI6 polyhedra exhibiting red to near-infrared photoluminescence”
- DOI：10.1038/s41467-026-72787-w
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