分子がつくる結晶の構造や機能

高校化学の教科書によると、物質を構成しているそれ以上分けることができない最小の粒子を「原子」といいます。この原子が、いくつか結びついてできた粒子が「分子」であり、代表的なものに水分子などがあります。

私たちは、分子がつくる結晶（粒子が規則正しく並んでいる固体）の構造や性質、機能について研究を行っています。

50年以上前から知られている謎

分子の結晶の中には、とても小さな「トンネル」のような空間ができることがあります。そのトンネルの中には、ゲストと呼ばれる別の分子が入っているのですが、このゲストは、他のゲストと入れ替わることがあります。

最近、私自身の作った結晶でもその現象を観察しましたが、「トンネルがびっしりゲストで埋まっているのに、どうしてすれ違って入れ替われるのか？」という疑問が湧きました。ゲストが置き換わる現象は、50年以上前から知られています。しかし、どの文献を調べても、明確な説明は見つかりませんでした。

分子たちも「どうよける？」かうかがっている

私は、この疑問に対して「どのようにゲストが入れ替わっているのか」、そしてそのとき「分子たちはどんな構造・状態になっているのか」を知りたいと考えています。

みなさんも、学校の狭い廊下などで人とすれ違う時、「どうよける？」的に相手の動きをうかがったり、肩をすぼめたり、体をひねったりしますよね。ゲストとなる分子たちもそんなふうに普段とは違う姿をみせてくれるかもしれない。そう思うととてもワクワクします。