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バックミンスター・フラーコミュの幾何学的構造をもつ分子など

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C60など幾何学的な構造をもつ分子の名前がフラーに因んで
フラーレンとなずけられていますが、そのような分子の情報について共有できればとおもいます。

コメント(37)

スラッシュドットの記事にでてましたが、
http://slashdot.jp/science/article.pl?sid=09/05/07/0027247

ドイツのManfred Scheerさんらが、銅やリンなどでフラーレンのような球状の分子を合成したそうです。

絵は↓
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/122309211/mcontent

論文は↓
http://www3.interscience.wiley.com/journal/122309211/abstract
有機化学美術館という本もだされている方のサイトに、
炭素以外のフラーレンの可能性についての記載がのっています。
http://www.org-chem.org/yuuki/mow/0504/gold.html

Si60:ケイ素から成る
B36N24:ホウ素と窒素から成る
WAu12:金でできた正20面体の中心にタングステンが内包された構造
フラーのあだなでもあるバッキーにちなんだ
「バッキーダイアモンド」と呼ばれる分子が2003年に予想されているようです。

ダイアモンドは周期的な結晶ですが、
その結晶格子を切り出してものに、フラーレンのように球状になるような
結合をもたせたような 分子がありうるだろうと、予想されているそうです。

絵:https://www.llnl.gov/str/November03/gifs/vabuuren1.jpg
論文:http://focus.aps.org/story/v11/st4
https://www.llnl.gov/str/November03/vanBuuren.html
2007年にRice大のYacobsonさんが予想したボロンからなるフラーレン状の分子だそうです。(B80)

C60を発見したのもRice大ですが、そのCurlさんは、今回のYacobsonさんに、
B80は、C60よりもBuckyballっぽいねと言ったそうな。
B80は、C60の6角形の部分を3角形分割した形状となっており、
フラーもドームを作った時は6角形でなく3角形でつくったからとの蘊蓄。

でも絵をみると6角形の分割は凹状になっていますけどね。

絵:
http://www.sciencedaily.com/images/2007/04/070423111604.jpg
紹介ページ:
http://www.sciencedaily.com/releases/2007/04/070423111604.htm
論文:
http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PRLTAO000098000016166804000001&idtype=cvips&gifs=yes
Science誌におもしろい記事がのっているようです。
フラレーンのようなシンメトリーをもつ分子が生成しにくい理由についての話です。
おなじ種類、個数の原子で、同程度のポテンシャルエネルギーをもつ
分子構造があった場合、より柔軟な構造をもつ分子ができやすいのだそうです。

http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100128142133.htm
2008年のNature誌に、
carotenoid-porphyrin-fullereneというフラーレンの尾ひれがついたような分子の話が載っているようです。
この分子が、鳥などが地球の磁場を感知する磁気受容という能力と関係あるような話なんだすです。
おもしろいですね。

http://www.ccc.ox.ac.uk/p/Fellows/f/11/
今年の1/12の産総研のプレスリリースでフラレーンの興味深い可視化の話がありました。

二つのフラレーンはどのように接合するのだろうか?

二つのフラレーン分子に電子線照射を行い、徐々に照射量を増加させて
分子同士が融合していく姿を電子顕微鏡でとらえたのだそうです。

http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2010/pr20100112/pr20100112.html
今年の2月19日の東京大学のプレスリリースでフラーレンを使った遺伝子操作の話がありました。

自然界では細胞膜に守られて普通では起こり得ないDNAの混じり合いを、
異物のDNAをフラレーンに巻きつけて、細胞膜を突破させて、細胞内のDNAと混じり合わせよう
というような話のようです。

http://www.h.u-tokyo.ac.jp/upload/r20100223091348.pdf
PopScience誌に、フラーレンのバリエーションを人体へ適用下場合の有効性と、有害性について記事が載っています。

http://www.popsci.com/technology/article/2010-03/buckyballs-could-put-fast-spreading-cancer-cells-suspended-animation
フラーレンではないですが、多面体の分子に関する話です。
今年4月30日の東京大学のプレスリリースでは、ウイルスのDNAを包む
球構造を人工的に作り出したとのことです。

先の9にあるように、フラーレンのような球状の分子は生成されにくいようですが、
この球構造は100%生成される特徴があるようです。

また生成段階のちょっとした違いで、球構造の大きさが、変化するそうです。

この球構造は、多面体の基づくもので、全部で5つしかないことがわかっているそうです。

http://www.u-tokyo.ac.jp/public/pdf/220430.pdf

M6L12: 正八面体
M12L24: 立方八面体
M24L48: 小菱形立方八面体
M30L60: 二十面十二面体
M60L120:小菱形二十面十二面体

今回生成に成功したのは、以下のもんだそうです。
M12L24: 立方八面体
M24L48: 小菱形立方八面体
フラーレンが宇宙でもみつかったという話がナショジオのサイトに掲載されていました。
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20100726001&expand

ただし対応するサイエンス7/23の記事がどれかわかりませんでした。かき間違いでしょうか?
http://www.sciencemag.org/content/vol329/issue5990/index.dtl
分子レベルではないですが、
キノコにもフラーレン上のものがあるようです。

スッポンタケ科で、日本語名はわかりませんが、
Cage Fungiとよばれているようです。

http://www.flickr.com/photos/patchouli_patch/4657835345/

よくみると、7角形も混じっているのが興味深いです。
14の内容が、高エネ研のページで紹介されていました。
http://www.kek.jp/ja/news/highlights/2010/72Self_Assembly.html
フラーレンの図鑑
http://www.nanotube.msu.edu/fullerene/
14の類似人工物(自動的に組み上がるイスのような形状)
http://www.selfassemblylab.net/FluidAssemblyFurniture.php
分子だと対称性が高いものがとりあげられがちですが
組合わせによってはこんなものがあってもいいはず
これもパズル的なものだが14のようでおもしろい
http://masaka.seesaa.net/article/25068321.html
http://masaka.seesaa.net/article/27108780.html
http://masaka.seesaa.net/article/26193422.html
http://masaka.seesaa.net/article/27876110.html
売っているパズルとしてはこれが近い

http://creativewhack.com/product.php?productid=71&cat=1&page=1
http://creativewhack.com/product.php?productid=72&cat=1&page=1
http://creativewhack.com/product.php?productid=74&cat=1&page=1
ケイ素20個でできた正12面体骨格の表面に、トリクロロメチル基が12個、塩素が8個結合したSilafullerane
1ステップで合成可能というのがすごい。。
http://blog.livedoor.jp/route408/archives/52243778.html
論文
http://onlinelibrary.wiley.com/enhanced/doi/10.1002/anie.201412050/
画像
http://www.muk.uni-frankfurt.de/54612947?
14の東大の藤田誠先生の球体分子がspring8サイトで取り上げられていました。

http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/publications/news/no_80
>今では世界最多の90成分からなる巨大なカプセルをつくることができるようになりました。
>理論上では、180成分からなるカプセルが限界です。

14に関連して、東北大の赤間先生のサイト
球面上の合同な四角形タイリングが分類が役立つ可能性がある話。
またタイリング間の変形可能性(連続があるかないかなど)
分子の安定性と関係しているんじゃないかという仮説
http://www.math.tohoku.ac.jp/akama/stcq/
7のボロンの変種いろいろ Johnson立体やその合成のような形ができる
[2013] Deltahedra with holes: Structural preferences of supraicosahedral
boranes
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277538713005421#

synthesised one of these polyhedra, a cuboctahedron, using a terpyridine-based ligand and 24 Zn2+ or Cd2+ ions. The large molecular sphere is 6nm in diameter and can transform into different octahedra when diluted.

http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/06/eureka-moment-synthesis-archimedes-solid
The synthesis and characterization of these chemical polyhedra designed by Professor Javier De Mendoza’s team (ICIQ) has been published in Nature Communications.
Nature Communications, 10.1038/ncomms1793

http://interactions.iciq.es/salapremsa/2012/04/18/preparacio-denormes-poliedres-quimics-que-poden-atrapar-altres-molecules-en-el-seu-interior-nature-communications/
カーボンとボロンの類似について
https://chasqueweb.ufrgs.br/~ricardo.gomes/Disciplinas/145/artigos/analogias-entre-B%26C.pdf
テトラt-ブチルテトラヘドラン

正四面体構造もつくれるんですね。
http://blog.livedoor.jp/chemasap/archives/32804530.html
正六面体の炭化水素キュバン(cubane、C8H8)

http://www.geocities.co.jp/junk2515/omosiro/omosi_20.htm

詳しくはわかりませんが、なにやらパズルのようにも見える
http://www.geocities.co.jp/junk2515/omosiro/onc3.gif
14,19,20,21に関連して

[2002] S. RUSSELL SEIDEL* AND PETER J. STANG*, High-Symmetry Coordination Cages via Self-Assembly, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 972-983

99%の収率で正十二面体などの多面体をつくれる

http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ar010142d
正十二面体の炭化水素ドデカヘドランC20H20で、この分子は1982年に合成されている。内角108度の五角形はsp3炭素(内角109.5度)で組みたてるには理想的なひずみのない構造なので、この分子はとても安定
http://www.geocities.co.jp/junk2515/sanpo/sanpo_01.htm
ドデカヘドランC20H20の合成のみちのりもけわしかったらしい

http://www.org-chem.org/yuuki/polyhedron/dodeca.html

こちらに図解がしてあった
http://stoltz.caltech.edu/seminars/2005_Allan_Sherden.pdf
The cadmium nanosphere (c) consists of an inorganic cadmium-nitrate-oxo-hydroxy hollow core (b) surrounded by an outer shell of twenty carboxylate ligands (a).

http://pubs.acs.org/JACSbeta/challenge/challenge207.html
14に関連して
幾何学の定理を活用したものづくり −30の頂点を持つアルキメデスの多面体(二十・十二面体)の化学分子合成− :応用化学専攻 藤田 誠教授ら
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/foe/press/setnws_20160708113143189790885355.html?platform=hootsuite
14のケムステ記事
http://www.chem-station.com/blog/2016/12/Goldberg.html

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