東京大学の研究グループ、分子の世界のベアリングには ほぼ摩擦がないことを発見 | KEK IMSS

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2018年
東京大学の研究グループ、分子の世界のベアリングには ほぼ摩擦がないことを発見

物構研トピックス
2018年5月15日

東京大学大学院理学系研究科の磯部寛之教授（JST ERATO磯部縮退π集積プロジェクト研究総括）の共同研究グループは、ナノサイズの分子のベアリングにおいては、ほとんど摩擦のない回転運動（慣性回転）が実現できることを発見しました。

研究グループは、これまでに炭素原子と水素原子からできた分子を使って、「筒」と「回転子」からなる分子のベアリングを作り出していました。
この分子ベアリングは、筒分子が回転子を非常に強固に捕まえていることが特徴でしたが、今回、精密な測定を行うことで「筒の中で回転子が慣性回転している」ことが明らかとなったものです。
この測定は固体試料で行われており、「強固に保持されていても・固体の中でも」「滑らかな慣性回転が実現できる」という、一見、相反するようなことがナノサイズの世界では実現できることを示しています。

分子機械の世界では、思いもよらない発見がいまだ隠されていることを示す成果であり、今後、ナノ科学・ナノ材料分野でのさらなる展開が期待されます。

研究成果は、2018年5月15日、国際学術雑誌 Nature Communications に掲載されました。

分子ベアリングの結晶構造。枠（赤）がベアリングの筒状分子。
内部の球状分子（C60）は複数の位置に観察され、その場で回転していることを示唆している。
X線回折による分子構造決定の一部には、KEK フォトンファクトリー PF-AR NE3Aの最先端設備が活用された。

関連情報：
東京大学 理学部のプレスリリース「（ほぼ）摩擦なし：分子の世界のベアリング」

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関連情報：

JST ERATO磯部縮退π集積プロジェクト
フォトンファクトリー NE3A