東京大学物性研究所の三輪真嗣准教授、産業技術総合研究所ハイブリッド機能集積研究部門の山本竜也主任研究員、名古屋大学大学院工学研究科の大戸達彦准教授らによる研究グループは、大阪公立大学の木村健太准教授、分子科学研究所の山本浩史教授と共同で、未解明であった「らせん状の形をしたキラル分子が磁石と相互作用する原理」を発見しました。
本研究により、キラル分子が分子振動を通じて自らスピンを獲得し、その結果、キラル分子と磁石の間に層間交換相互作用がはたらくことで、キラル分子が磁石に吸着することが明らかになりました。これまでにも、キラル分子が磁石のような振る舞いを示すことは報告されていましたが、電流を流さない限りキラル分子は磁石の性質を示さないと考えられており、その起源は不明のままでした。今回発見した仕組みは電流を必要としないため、化学反応や生体内など、身近な環境でも普遍的に起こり得ます。これまで不斉合成や創薬といった化学分野、さらには光合成やバイオセンサーに関連する生物学分野では、主にキラルな形そのものが注目されてきました。今回の成果は、物理学で重要視されてきたスピンの概念が、キラリティが関与する化学や生物学においても重要であることを示唆しています。これにより、学問分野の再構築や新たな学際的応用の展開が期待されます。