大田航 福井谦一记念研究センター特定助教、佐藤徹 同教授、縄田拓己 大阪大学博士後期課程学生、坂本雅典 同教授らの研究グループは、金ナノクラスターの表面を覆う配位子との相互作用を利用することで、その発光特性が制御可能であることを見出しました。
金ナノクラスターは、数个から数百个ほどの金原子が集まった、非常に小さな粒子です。生体への负担が小さく、体の组织を通り抜けやすい「近赤外光」を出して光ることから、体内を観察する际の目印（生体プローブ）への応用が期待されています。
また、金ナノクラスターは、エネルギー的に近接した复数の励起状态を形成し、それに起因した特异な発光挙动が见られます。しかし、これらの励起状态を意図的に设计し、発光特性を制御するための指针はこれまで确立されていませんでした。
本研究では、金原子36个（础耻36）からなる同じ构造の金ナノクラスターを用意し、电子の性质が异なる3种类の配位子を导入することで、それぞれ异なる発光状态が形成され、発光特性が変化することを见出しました。理论计算により、この発光特性の违いが配位子と金ナノクラスターのエネルギー状态の関係に起因することを明らかにしました。
本研究の成果は、配位子を利用して、金ナノクラスター本体の构造を変えることなく、その発光特性を意図的に设计できる可能性を示すものです。将来的に、特异的な発光特性を利用し、生体内を観察するためのイメージング材料や、温度?酸素など环境応答性を活かしたセンシング材料の设计に新たな道を拓く成果といえます。
本研究成果は、2026年6月4日に、国際学術誌「The Journal of Physical Chemistry C」に掲載されました。
研究者のコメント
「金ナノクラスターは、金原子と有机配位子からなる有机―无机ハイブリッド材料です。金ナノクラスターの発光特性を制御するためには、金核の核数と构造のみならず、配位子の特性を积极的に活用する必要があります。本研究では、配位子の轨道準位が金ナノクラスターの発光特性を决定するうえで重要な役割を担うことを示しました。配位子は金核に比べて柔软に设计?変更できるため、配位子によって金ナノクラスターの物性を制御することができれば、これまで以上に金ナノクラスターの可能性を広げることができると考えています。」（縄田拓己）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Takumi Nawata, Wataru Ota, Tohru Sato, Masanori Sakamoto (2026). Orbitals of Molecular Ligands Control the Luminescent Excited States of Gold Clusters. The Journal of Physical Chemistry C, 130, 24, 8410-8416.
