?次世代量子エレクトロニクスの重要材料「キラル分子」の新たな原理を発见。
?これまで电流を流さなければ磁石の性质を持たないと考えられてきたキラル分子が、热による分子の振动によって自ら磁石の性质を持つ仕组みを発见。
?物理学で培われたスピン科学の概念が化学?生物学へと拡张し、学际的応用が期待される。
东京大学物性研究所の叁轮真嗣准教授、产业技术総合研究所ハイブリッド机能集积研究部门の山本竜也主任研究员、黑料网大学院工学研究科の大戸达彦准教授らによる研究グループは、大阪公立大学の木村健太准教授、分子科学研究所の山本浩史教授と共同で、未解明であった「らせん状の形をしたキラル分子（注１）が磁石と相互作用する原理」を発见しました。本研究により、キラル分子が分子振动を通じて自らスピン（注２）を获得し、その结果、キラル分子と磁石の间に层间交换相互作用（注３）がはたらくことで、キラル分子が磁石に吸着することが明らかになりました。これまでにも、キラル分子が磁石のような振る舞いを示すことは报告されていましたが、电流を流さない限りキラル分子は磁石の性质を示さないと考えられており、その起源は不明のままでした。今回発见した仕组みは电流を必要としないため、化学反応や生体内など、身近な环境でも普遍的に起こり得ます。これまで不斉合成や创薬といった化学分野、さらには光合成やバイオセンサーに関连する生物学分野では、主にキラルな形そのものが注目されてきました。今回の成果は、物理学で重要视されてきたスピンの概念が、キラリティが関与する化学や生物学においても重要であることを示唆しています。これにより、学问分野の再构筑や新たな学际的応用の展开が期待されます。
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（注1）キラル分子
左右の手のように、あるものとその镜像とを重ね合わせることができない构造を持つ分子を「キラル分子」と呼びます。この性质は、左手と右手、あるいは右巻きと左巻きのコイルに例えることができます。分子における左右の违いのことをキラリティといいます。生体を构成する多くの分子はキラル分子であり、そのキラリティは化学反応や创薬において重要な役割を果たします。実际、薬としてはたらく分子の多くがキラルであり、右手系の分子は薬効を示す一方で、左手系の分子は毒性を示す场合もあります。そのため、分子の「左」と「右」を正しく作り分けることは非常に重要です。このキラル分子を区别して作り分ける技术を确立した功绩により、２００１年のノーベル化学赏は、野依良治博士、ウィリアム?ノールズ博士、バリー?シャープレス博士に授与されました。
（注２）スピン
物质をつくる基本的な要素である原子は、中心にある原子核と、その周りを回る电子から成り立っています。电子は电気を运ぶだけでなく、小さな磁石のような性质も持っています。この性质は「スピン角运动量」や「スピン磁気モーメント」と呼ばれ、磁石材料における磁极の主要な起源となっています。电子が磁石の性质を持つ理由は、电子が原子核の周りを回りながら、自らもコマのように自転することに例えられます。
（注３）层间交换相互作用
磁石の层と层の间に非磁石の层を挟むと、その非磁石の层を介して両方の磁石层のスピン（磁极、すなわち磁石のＮ极?Ｓ极の向き）が互いに平行あるいは反平行にそろうことがあります。この现象は层间交换相互作用と呼ばれ、量子力学的な効果に由来します。特徴として、挟み込まれた金属层の厚さによって、その强さや向きが変化することが知られています。层间交换相互作用の発见は、巨大磁気抵抗効果の発见につながった重要な成果であり、さらにスピントロニクスの分野では、不挥発性磁気メモリ（惭搁础惭）の材料开発に欠かせない要素技术としても広く知られています。
雑誌名：Science Advances
題 名：Spin polarization driven by molecular vibrations leads to enantioselectivity in chiral molecules
著者名：S. Miwa*, T. Yamamoto, T. Nagata, S. Sakamoto, K. Kimura, M. Shiga, W. Gao, H. M. Yamamoto, K. Inoue, T. Takenobu, T. Nozaki, and T. Ohto* (*責任著者)
DOI: 10.1126/sciadv.adv5220
URL:
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（大戸先生）, （竹延先生）
