生物から学ぶ新規機能性物質の設計指針：不均一媒質が生み出す多機能性の理解に向けて

摘要

高効率で安定な光電変換反応を実現するにはどうすればよいだろうか？これは光デバイスを開発する際の共通議題である。反応効率を高いレベルで維持するだけでよければ、硬い構造基盤に最適な配置で機能分子を結合すればよい。しかしそれでも、光吸収·光エネルギー輸送·光電変換などの機能に特化した素子を複数組み合わせる必要がある。ここでさらに、入力信号となる光の強度が揺らいでも反応が一定の割合で生じる、という安定性（機能的なロバスト性）まで考慮しようとすると、フィードバック制御機構が必要となり系はより複雑になる。このような系を人工的に設計するのは難しく、構築するには多大なコストを伴う。一方、生体光合成系は、タンパク質と数種類の機能分子を組み合わせるだけでこれを実現している。