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モノアミド有機ゲル化剤から自己集合したナノチューブの構造
Structure of Nanotubes Self-Assembled from a Monoamide Organogelator.
PMID: 32674288 DOI: 10.3390/ijms21144960.
抄録
有機化合物の中には、溶液中で自己組織化してナノチューブを形成するものがあるが、その分子がチューブの壁にどのように充填されているかは、ごく一部のケースでしか知られていない。ここでは、アルカン中でナノチューブを形成する2つの化合物を研究している。これらの化合物は、安息香酸プロピルエステル（HUB-3）またはブチルエステル（HUB-4）に連結された二級アルカンアミド鎖を有する。0.2 wt.%以上の濃度でアルカンをゲル化します。HUB-3の外径は33.3nmの平均値で多分散であり、HUB-4の場合は25.6nmの平均値で分散していない：凍結破壊電子顕微鏡で調べたこれらのゲルの構造は、ナノチューブを示している。ゲルの構造を小角及び広角X線散乱で調べた。強度の変化から、HUB-4のチューブは準安定であり、結晶に向かってゆっくりと移動していることがわかった。HUB-4のチューブの強度は最大で6回振動していることがわかった。強度の形状から、凝集体の管状構造が証明され、外径20.6nm、内径11.0nmの測定値が得られた。また、管壁の電子密度が不均一であることを示し、3層のモデルでよく記述されていることを示した。
Some organic compounds are known to self-assemble into nanotubes in solutions, but the packing of the molecules into the walls of the tubes is known only in a very few cases. Herein, we study two compounds forming nanotubes in alkanes. They bear a secondary alkanamide chain linked to a benzoic acid propyl ester (HUB-3) or to a butyl ester (HUB-4). They gel alkanes for concentrations above 0.2 wt.%. The structures of these gels, studied by freeze fracture electron microscopy, exhibit nanotubes: for HUB-3 their external diameters are polydisperse with a mean value of 33.3 nm; for HUB-4, they are less disperse with a mean value of 25.6 nm. The structure of the gel was investigated by small- and wide-angle X-ray scattering. The evolution of the intensities show that the tubes are metastable and transit slowly toward crystals. The intensities of the tubes of HUB-4 feature up to six oscillations. The shape of the intensities proves the tubular structure of the aggregates, and gives a measurement of 20.6 nm for the outer diameters and 11.0 nm for the inner diameters. It also shows that the electron density in the wall of the tubes is heterogeneous and is well described by a model with three layers.