千葉大学，東北大学，量子科学技術研究開発機構，東京科学大学，京都大学は，光応答性分子の自己集合において，わずかに溶け残った集合体により自己集合過程が劇的に変化し，巻き方向が完全に反転した螺旋状集合体が得られることを発見し，光の強度によって巻き方向を自在に制御することに成功した（ニュースリリース）。

近年，光に応答して分子の集合状態が変化する有機材料の開発が盛んに行なわれている。分子の集合状態は，溶解性，発光，導電性，磁性，誘電率等，有機材料の性質を決定づける重要な要素の一つとなっている。

一方で，分子の自己集合は，多くの分子が離合集散を繰り返しながら起こる現象であり，系中に存在するわずかな不純物の存在や調製条件の変化が，最終的に得られる生成物の構造や性質に大きな影響を与えることがある。

今まで多くの科学者が分子の自己集合による機能性材料の構築を試みてきたが，集合体を形成する前にどれほどの材料が溶け残っているかに注目した研究はほとんどなかった。

研究グループは，安定な左巻きの螺旋集合体を形成するキラルな光応答性分子の自己集合において，溶液中にわずかに溶け残った集合体の影響により，螺旋集合体の巻き方向が反転した不安定な右巻きの螺旋構造が形成される現象を発見した。

さらに，溶け残った集合体の量や分子が集合するタイミングを，光を用いて正確に制御することで，左巻きと右巻きの螺旋集合体を自在に作り分けることに成功した。

具体的には，光に応答するキラルなハサミ型分子の自己集合において，照射する光の強さやタイミングを制御することで，螺旋構造の巻き方向を自在に切り替えることに成功した。通常，左巻きの安定な螺旋集合体が形成されるが，弱い紫外線を照射した後に可視光を当てると，わずかに残存した左巻き集合体の影響により，右巻きの不安定な構造が優先的に形成される現象が観察された。

これは，集合体表面が新たな成長を誘導する二次核形成によるもの。一方で，強い紫外線を用いて集合体を完全に解体すると，可視光照射後には元の左巻き構造が再生した。さらに，可視光の強さによって集合速度が変化し，巻き方向の切り替えに影響を与えることも明らかになった。

研究グループは，この研究成果は，光によりキラリティをスイッチ可能な有機材料の開発につながることが期待されるとしている。